低语音稳压器PCB

2021-04-14

低语音稳压器PCB

什么是稳压器？

稳压器是電(diàn)子设备的電(diàn)源单元，可(kě)将输入的電(diàn)源转换為(wèi)所需的形式和電(diàn)流特性。它是電(diàn)源单元的一部分(fēn)，可(kě)在所有(yǒu)操作环境下保持连续的作用(yòng)力。它通过電(diàn)压调节和负载变化来保持電(diàn)压，从而可(kě)以控制交流和直流電(diàn)压。它是一种将電(diàn)源電(diàn)压保持在合理(lǐ)范围内的電(diàn)子系统。但是，需要将電(diàn)压保持在使用(yòng)该電(diàn)流的電(diàn)器的可(kě)接受范围内。简而言之，调压器是将高压電(diàn)流转换成低压的電(diàn)气系统。在電(diàn)路设计领域，选择合适的電(diàn)源是最重要的选择之一。 

该设备具體(tǐ)做什么？

顾名思义，稳压器采用(yòng)可(kě)变或不稳定的输入電(diàn)压，并将其转换為(wèi)与電(diàn)子電(diàn)路的電(diàn)压和電(diàn)流需求相匹配的更高或更低的恒定输出。随着输入電(diàn)压或负载条件的变化，稳压器電(diàn)路用(yòng)于生成并保持恒定的输出電(diàn)压。调压器从電(diàn)源接收電(diàn)力并将其调节到与现有(yǒu)電(diàn)子设备兼容的距离。既需要電(diàn)压又(yòu)需要電(diàn)压的传感器，运算放大器和其他(tā)電(diàn)子模块都可(kě)以通过正负電(diàn)压调节器供電(diàn)。在这些稳压器的功率输出级上，有(yǒu)三个晶體(tǐ)管-两个以达林顿布置，一个作為(wèi)限流单元。通常在插入交流面板插座但只需要少量DC電(diàn)压的计算机和其他(tā)電(diàn)子设备中就可(kě)以找到它。此类产品还包括用(yòng)于電(diàn)压控制或電(diàn)源的物(wù)品，例如手机和筆(bǐ)记本電(diàn)脑的充電(diàn)器。有(yǒu)些调节器不调节设备的電(diàn)压；相反，它们保留恒定的输出值。如今，当電(diàn)力变得更加昂贵和稀有(yǒu)时，需要以较低的水平来利用(yòng)它。為(wèi)此，专家介绍了使用(yòng)性能(néng)更好，耗電(diàn)量更少的電(diàn)器。直流逆变器就是一个例子。最常见的線(xiàn)性设备很(hěn)容易使原点离开所需的大小(xiǎo)，并随热量散发其余部分(fēn)，而其他(tā)设备（如开关形式）最有(yǒu)效。因此，快速打开和关闭電(diàn)压输入会创建一个估计的電(diàn)压输出。它具有(yǒu)固定或可(kě)调的选项。如果電(diàn)压固定，则设置设备的内部電(diàn)压，然后為(wèi)所需的输出電(diàn)压購(gòu)买相同的部件号。如果调节器可(kě)调，電(diàn)压通常由一个由两个電(diàn)阻组成的分(fēn)压器设定。这允许一定的多(duō)功能(néng)性，但要付出额外零件的代价。稳压器可(kě)提供的最大電(diàn)流很(hěn)小(xiǎo)，通常由内部功率晶體(tǐ)管的载流能(néng)力决定。如果调节器可(kě)调，電(diàn)压通常由一个由两个電(diàn)阻组成的分(fēn)压器设定。这允许一定的多(duō)功能(néng)性，但要付出额外零件的代价。稳压器可(kě)提供的最大電(diàn)流很(hěn)小(xiǎo)，通常由内部功率晶體(tǐ)管的载流能(néng)力决定。如果调节器可(kě)调，電(diàn)压通常由一个由两个電(diàn)阻组成的分(fēn)压器设定。这具有(yǒu)一定的通用(yòng)性，但要付出额外零件的代价。稳压器可(kě)提供的最大電(diàn)流很(hěn)小(xiǎo)，通常由内部功率晶體(tǐ)管的载流能(néng)力决定。

根据变化的频率，一个電(diàn)源可(kě)能(néng)会产生宽范围的電(diàn)压。

其他(tā)特性：

•能(néng)够处理(lǐ)大電(diàn)压尖峰

•反极性保护

•消除不必要的信号噪声

例如，汽車(chē)交流发電(diàn)机将RPM变化的机械旋转能(néng)量转换為(wèi)交流電(diàn)，以用(yòng)于電(diàn)气系统和為(wèi)汽車(chē)電(diàn)池充電(diàn)。

大多(duō)数交流发電(diàn)机采用(yòng)内置的AC到DC整流器和坚固的稳压器，能(néng)够在100A的電(diàn)流下提供13.5至14.5 VDC的電(diàn)压。

電(diàn)气系统中的每个设备都可(kě)以根据其特定需求配备其稳压器。照明和配件的常见電(diàn)压為(wèi)12VDC，传感器和管理(lǐ)模块的常见電(diàn)压為(wèi)5VDC。

線(xiàn)性稳压器

有(yǒu)时，提供给電(diàn)子设备的電(diàn)压高于系统功能(néng)所需的電(diàn)压。在这种情况下，我们必须使用(yòng)允许较高電(diàn)压并产生较低電(diàn)压的功能(néng)来控制输入功率。在这种情况下，線(xiàn)性稳压器是完成这种形式的调节的最常见方法之一。線(xiàn)性稳压器使用(yòng)由差分(fēn)電(diàn)子设备電(diàn)路的反馈和参考電(diàn)压控制的電(diàn)子晶體(tǐ)管来调节输出電(diàn)压。它们可(kě)能(néng)具有(yǒu)固定或可(kě)调输出。输出電(diàn)流由输入電(diàn)流减去電(diàn)路工作损耗决定。有(yǒu)源调节系统用(yòng)于線(xiàn)性稳压器中，该稳压器由高增益晶體(tǐ)管驱动。通过比较与采样的输出電(diàn)压相关的内部電(diàn)压，然后将误差驱动為(wèi)零，線(xiàn)性稳压器改变了通过控制，以维持稳定的输出電(diàn)压。由于線(xiàn)性稳压器是降压電(diàn)路，因此它们的输出電(diàn)压通常低于输入電(diàn)压。另一方面，这些稳压器具有(yǒu)一些优势，它们通常易于构建，稳定，可(kě)盈利且具有(yǒu)输出電(diàn)压波，并且不具有(yǒu)噪声。要发挥作用(yòng)，線(xiàn)性稳压器仅需要输入和输出稳压器。工程师会因為(wèi)它们的简单性和准确性而感到方便和易于使用(yòng)。另一方面，这些稳压器具有(yǒu)一些优势，它们通常易于构建，稳定，可(kě)盈利且具有(yǒu)输出電(diàn)压波，并且不具有(yǒu)噪声。要发挥作用(yòng)，線(xiàn)性稳压器仅需要输入和输出稳压器。工程师会因為(wèi)它们的简单性和准确性而感到方便和易于使用(yòng)。另一方面，这些稳压器具有(yǒu)一些优势，它们通常易于构建，稳定，可(kě)盈利且具有(yǒu)输出電(diàn)压波，并且不具有(yǒu)噪声。要发挥作用(yòng)，線(xiàn)性稳压器仅需要输入和输出稳压器。工程师会因為(wèi)它们的简单性和准确性而感到方便和易于使用(yòng)。 

線(xiàn)性稳压器易于添加，响应时间短，但效率不高。線(xiàn)性稳压器的输出始终低于输入和压差。如果输入電(diàn)压过低，则开关稳压器会非常有(yǒu)效，但如前所述可(kě)能(néng)很(hěn)难设计。線(xiàn)性稳压器有(yǒu)一个很(hěn)大的缺点，即在某些应用(yòng)中效率低下。调节器内的晶體(tǐ)管连接在输出端口之间，充当可(kě)调节的循环電(diàn)阻，当输入至输出電(diàn)压差与高负载電(diàn)流耦合时，会导致大量功耗。在線(xiàn)性稳压器電(diàn)路中，热因素而非纯粹的電(diàn)气因素可(kě)能(néng)是最可(kě)能(néng)的故障模式。 

开关稳压器

 开关稳压器是一种使用(yòng)電(diàn)源按钮，電(diàn)路和電(diàn)容器将能(néng)量从输入传递到输出的電(diàn)路。它通过短暂存储功率将一个電(diàn)压转换為(wèi)另一電(diàn)压，然后以不同的電(diàn)压将其释放到输出。它使用(yòng)控制器快速将電(diàn)源電(diàn)压的正或负分(fēn)量与转换器電(diàn)路的其余部分(fēn)断开或断开，以产生所需的電(diàn)压和電(diàn)流变化。DC到DC转换器也称為(wèi)开关模式電(diàn)源开关调节器和开关转换器。為(wèi)了将一个電(diàn)压转换為(wèi)另一个電(diàn)压，该开关可(kě)防止電(diàn)流流向诸如電(diàn)容器或電(diàn)感器之类的功率存储设备。开关稳压器的工作原理(lǐ)是将少量能(néng)量从输入電(diàn)压源逐渐转移到输出端。由于以相同的方式移动能(néng)量部分(fēn)所需的功率损耗非常小(xiǎo)，因此开关稳压器通常可(kě)实现85％的效率。它们可(kě)以从较高的電(diàn)压源為(wèi)有(yǒu)用(yòng)的负载供電(diàn)，因為(wèi)它们的性能(néng)对输入電(diàn)压的依赖性较小(xiǎo)。它用(yòng)于手机，筆(bǐ)记本電(diàn)脑，计算机，机器人，视频游戏和相机。由于开关稳压器很(hěn)难构建，因此在集電(diàn)极之间并不是很(hěn)常见。另一方面，开关稳压器比線(xiàn)性稳压器更易于使用(yòng)，因為(wèi)它们具有(yǒu)与線(xiàn)性稳压器相同的3引脚外形尺寸，但不需要任何外部電(diàn)容器。它们可(kě)以从较高的電(diàn)压源為(wèi)有(yǒu)用(yòng)的负载供電(diàn)，因為(wèi)它们的性能(néng)对输入電(diàn)压的依赖性较小(xiǎo)。它用(yòng)于手机，筆(bǐ)记本電(diàn)脑，计算机，机器人，视频游戏和相机。由于开关稳压器很(hěn)难构建，因此在集電(diàn)极之间并不是很(hěn)常见。另一方面，开关稳压器比線(xiàn)性稳压器更易于使用(yòng)，因為(wèi)它们具有(yǒu)与線(xiàn)性稳压器相同的3引脚外形尺寸，但不需要任何外部電(diàn)容器。它们可(kě)以从较高的電(diàn)压源為(wèi)有(yǒu)用(yòng)的负载供電(diàn)，因為(wèi)它们的性能(néng)对输入電(diàn)压的依赖性较小(xiǎo)。它用(yòng)于手机，筆(bǐ)记本電(diàn)脑，计算机，机器人，视频游戏和相机。由于开关稳压器很(hěn)难构建，因此在集電(diàn)极之间并不是很(hěn)常见。另一方面，开关稳压器比線(xiàn)性稳压器更易于使用(yòng)，因為(wèi)它们具有(yǒu)与線(xiàn)性稳压器相同的3引脚外形尺寸，但不需要任何外部電(diàn)容器。 

反馈回路

在系统理(lǐ)论中，反馈回路是一个概念。反馈循环将系统的成功和失败通知实體(tǐ)。如果反馈為(wèi)负，则经理(lǐ)可(kě)以通过检查反馈循环来加强与性能(néng)相关的输入或吞吐量，或者解决问题。从输出到控制器有(yǒu)助于确定开关速率。基本开关转换器中的電(diàn)感器，電(diàn)容器和二极管的布置确定输出電(diàn)压是增大还是减小(xiǎo)。降压转换器降低電(diàn)压，升压转换器提高電(diàn)压。 

降压-升压转换器

降压-升压转换器用(yòng)于增加或减小(xiǎo)電(diàn)压，但是会反转极性。如您所料，降压-升压转换器将从高于或低于输出電(diàn)压的输入電(diàn)压提供固定的输出電(diàn)压。该稳压器在输入電(diàn)压随时间下降的電(diàn)池供電(diàn)设备中特别有(yǒu)用(yòng)。在最简单的拓扑结构中，降压转换器電(diàn)路之后是升压转换器電(diàn)路。由于两个電(diàn)感器是按顺序连接的，因此可(kě)以将它们连接在一起以制成一个電(diàn)感器。 

反激式变压器

反激变压器是一种能(néng)量转换系统，它以连续電(diàn)流将能(néng)量从電(diàn)路的一部分(fēn)转移到另一部分(fēn)。根据应用(yòng)的不同，電(diàn)压会在反激式变压器中升高到很(hěn)高的值。尽管输出線(xiàn)電(diàn)压被馈送到電(diàn)路的另一部分(fēn)，但它也被称為(wèi)線(xiàn)输出变压器。通过塌陷与某些車(chē)辆中的点火系统非常相似的通電(diàn)線(xiàn)圈磁场，将電(diàn)压提高到极高的水平，但電(diàn)流却非常低。 

如何设计低噪声PCB稳压器？

稳压器通常用(yòng)于PCB上受控電(diàn)源的设计中。尽管即使不遵循某些标准程序，稳压器也可(kě)以运行，但如果被迫达到其容量，稳压器的性能(néng)可(kě)能(néng)会不佳。以下是设计低噪声PCB稳压器的一些技巧，每个人都应遵循此技巧来构建完美的设计：

选择最佳的稳压器：

首先，如果您确定了電(diàn)路的大電(diàn)流入口，则需要找到可(kě)以处理(lǐ)该電(diàn)路的稳压器。另一方面，稳压器仍应留有(yǒu)一定的误差空间，以使電(diàn)路中的任何调整都不会影响所选的稳压器。例如，如果预期负载将利用(yòng)1.5A，则2A稳压器可(kě)提供安全屏障。

功率预算估算：

為(wèi)设计选择稳压器时，可(kě)以测量每个初级和次级部件可(kě)能(néng)需要的最大功率。这很(hěn)重要，因為(wèi)它将最终影响稳压器的选择决策。换句话说，您不想以一条不适合您的裤子作為(wèi)结局。 

阻抗极小(xiǎo)：

您可(kě)以将稳压器及其相关部件链接到低阻抗走線(xiàn)，以提高受控電(diàn)源设计的效率。这包括将材料放置在调压器附近，并使用(yòng)它们来减小(xiǎo)层间阻抗。

多(duō)种连接器：

稳压器的输出可(kě)以通过使用(yòng)各种连接器来稳定。尽管使用(yòng)开关稳压器，但在使用(yòng)線(xiàn)性稳压器时仍需要一个。由于接口電(diàn)压已传递至显示器，因此开关稳压器会在通断状态之间进行替换。 

散热：

同样，开关稳压器在大负载下运行时也会发热。可(kě)以使用(yòng)数据表的温度系数来测量温度升高。您将需要限制设计中的散热。这可(kě)以通过物(wù)理(lǐ)散热器或将PCB变成一體(tǐ)来实现。可(kě)以使用(yòng)热度来防止热量在稳压器附近积聚。您应该永遠(yuǎn)记住，如果您仅对DC到DC过渡感兴趣，那么将接地作為(wèi)一个平面是非常合适的。但是，如果您正在谈论交流到直流的传输，则接地应该是重中之重。模拟和数字地必须分(fēn)开，并且在PCB设计中必须提供跳線(xiàn)以根据需要连接地。先进的PCB设计软件可(kě)指导受控電(diàn)源的正确设计。节奏 

在弄清楚了電(diàn)压转换器的热控制之后，其余的设计将使您的手变得肮脏。首先，请确保電(diàn)源電(diàn)路的位置遠(yuǎn)离敏感组件。如果使用(yòng)开关模式调节器，则有(yǒu)可(kě)能(néng)将开关噪声耦合到其他(tā)走線(xiàn)中。您需要确保将调节器连接到控制设备的走線(xiàn)足够大，以免在高電(diàn)流负载设计中出现热点。