Como fazer o layout, a fiação e selecionar fontes de alimentação comutadas
A fonte chaveada é um conversor de energia altamente eficiente, com valor teórico próximo a 100% e uma grande variedade de tipos. De acordo com a estrutura topológica, existem Boost, Buck, Boost Buck, Charge dump, etc; De acordo com o método de controle do switch, existem PWM e PFM; De acordo com a categoria de tubos de comutação, existem BJT, FET, IGBT, etc. Esta discussão se concentra nos tipos Buck e Boost de controle PWM comumente usados para gerenciamento de energia de cartão de dados.
Os principais componentes de uma fonte de alimentação chaveada incluem: fonte de entrada, transistor chaveador, indutor de armazenamento de energia, circuito de controle, diodo, carga e capacitor de saída. Atualmente, a grande maioria dos fabricantes de semicondutores integra transistores de comutação, circuitos de controle e diodos em um IC de gerenciamento de energia de processo CMOS/Bipolar, simplificando bastante os circuitos externos.
Entre eles, o indutor de armazenamento de energia, como componente chave da fonte de alimentação chaveada, desempenha um papel importante no desempenho da fonte de alimentação e também é um foco principal e objeto de depuração para engenheiros de design de produtos. Com o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos de consumo, como telefones celulares, PMPs e cartões de dados, o tamanho está se movendo em direção a tendências leves, finas, compactas e modernas, o que está em contradição com a maior capacidade e maior tamanho de indutores e capacitores necessários para desempenho mais forte do produto. Portanto, como reduzir o tamanho do indutor (área ocupada e altura da PCB) da fonte de alimentação chaveada e ao mesmo tempo garantir o desempenho do produto é um tópico importante a ser discutido neste artigo. Os projetistas terão que fazer uma troca entre o desempenho do circuito e os parâmetros do indutor.
Tudo tem dois lados e as fontes de alimentação chaveadas não são exceção. Um layout de PCB e um projeto de fiação ruins não apenas reduzem o desempenho da fonte de alimentação chaveada, mas também fortalecem EMC, EMI, aterramento, etc. ser seguidas ao instalar e conectar fontes de alimentação comutadas.
Ciclo de trabalho D da fonte de alimentação de um interruptor, valor de indutância L, eficiência η Derivação da fórmula
