Come disporre, cablare e selezionare gli alimentatori a commutazione
L'alimentatore switching è un convertitore di potenza ad alta efficienza, con un valore teorico vicino al 100% e un'ampia varietà di tipologie. In base alla struttura topologica, ci sono Boost, Buck, Boost Buck, Charge dump, ecc.; Secondo il metodo di controllo dell'interruttore, ci sono PWM e PFM; In base alla categoria dei tubi di commutazione, ci sono BJT, FET, IGBT, ecc. Questa discussione si concentra sui tipi Buck e Boost di controllo PWM comunemente usati per la gestione dell'alimentazione della scheda dati.
I componenti principali di un alimentatore a commutazione includono: sorgente di ingresso, transistor di commutazione, induttore di accumulo di energia, circuito di controllo, diodo, carico e condensatore di uscita. Attualmente, la stragrande maggioranza dei produttori di semiconduttori integra transistor di commutazione, circuiti di controllo e diodi in un circuito integrato di gestione della potenza di processo CMOS/bipolare, semplificando notevolmente i circuiti esterni.
Tra questi, l'induttore di accumulo dell'energia, in quanto componente chiave dell'alimentatore switching, svolge un ruolo importante nelle prestazioni dell'alimentatore ed è anche un oggetto chiave e di debug per gli ingegneri progettisti del prodotto. Con lo sviluppo di dispositivi elettronici di consumo come telefoni cellulari, PMP e schede dati, le dimensioni si stanno spostando verso tendenze leggere, sottili, compatte e alla moda, il che è in contraddizione con la maggiore capacità e le maggiori dimensioni degli induttori e dei condensatori necessari per prestazioni del prodotto più forti. Pertanto, come ridurre le dimensioni dell'induttore (area occupata dal PCB e altezza) dell'alimentatore a commutazione garantendo al tempo stesso le prestazioni del prodotto è un argomento importante da discutere in questo articolo. I progettisti dovranno trovare un compromesso tra le prestazioni del circuito e i parametri dell'induttore.
Tutto ha due facce e gli alimentatori switching non fanno eccezione. Un layout PCB e una progettazione del cablaggio inadeguati non solo riducono le prestazioni dell'alimentatore switching, ma rafforzano anche EMC, EMI, messa a terra, ecc. Un altro argomento importante da discutere in questo articolo sono le questioni a cui prestare attenzione e i principi a cui attenersi. da seguire durante la disposizione e il cablaggio degli alimentatori a commutazione.
Ciclo di lavoro D di un alimentatore a commutazione, valore di induttanza L, efficienza η Derivazione della formula
