Kako načrtovati, ožičiti in izbrati preklopne napajalnike
Stikalni napajalnik je visoko učinkovit pretvornik moči s teoretično vrednostjo blizu 100 % in širokim izborom vrst. Glede na topološko strukturo obstajajo Boost, Buck, Boost Buck, Charge dump itd.; Glede na način krmiljenja stikala obstajata PWM in PFM; Glede na kategorijo stikalnih cevi obstajajo BJT, FET, IGBT itd. Ta razprava se osredotoča na običajno uporabljeni tipi krmiljenja PWM Buck in Boost za upravljanje napajanja podatkovne kartice.
Glavne komponente stikalnega napajalnika vključujejo: vhodni vir, stikalni tranzistor, induktor za shranjevanje energije, krmilno vezje, diodo, breme in izhodni kondenzator. Trenutno velika večina proizvajalcev polprevodnikov integrira preklopne tranzistorje, krmilna vezja in diode v IC CMOS/bipolarni proces za upravljanje napajanja, kar močno poenostavlja zunanja vezja.
Med njimi ima induktor za shranjevanje energije, kot ključni sestavni del stikalnega napajalnika, pomembno vlogo pri delovanju napajalnika in je tudi ključni predmet za osredotočanje in odpravljanje napak za inženirje za oblikovanje izdelkov. Z razvojem potrošniških elektronskih naprav, kot so mobilni telefoni, PMP-ji in podatkovne kartice, se velikost premika proti lahkim, tankim, kompaktnim in modnim trendom, kar je v nasprotju z večjo zmogljivostjo in večjo velikostjo induktorjev in kondenzatorjev, potrebnih za močnejše delovanje izdelka. Zato je pomembna tema, o kateri bomo razpravljali v tem članku, kako zmanjšati velikost induktorja (zasedena površina in višina PCB) stikalnega napajalnika, hkrati pa zagotoviti učinkovitost izdelka. Oblikovalci bodo morali narediti kompromis med zmogljivostjo vezja in parametri induktorja.
Vse ima dve plati in stikalni napajalniki niso izjema. Slaba postavitev tiskanega vezja in zasnova ožičenja ne le zmanjšata zmogljivost stikalnega napajanja, ampak tudi okrepita elektromagnetno združljivost, elektromagnetne motnje, ozemljitev itd. Druga pomembna tema, o kateri je treba razpravljati v tem članku, so vprašanja, ki jim je treba posvetiti pozornost, in načela za upoštevajte pri postavitvi in ožičenju stikalnih napajalnikov.
Delovni cikel napajalnika z enim stikalom D, vrednost induktivnosti L, učinkovitost η Izpeljava formule
