为什么这个 SMPS 上的 PCB 这么大?

电器工程 电源 电路板 开关模式电源
2022-01-07 14:07:19

在一篇关于线性稳压器散热的帖子中,一个答案提供了这个漂亮的小引脚等效 smp。这是一个很好的答复,我可能会自己订购一些。

smps

不过我想知道,为什么有这么多空位?它似乎不需要额外的层——除了一个地面——而且看起来它可以更紧凑。

有没有从外观上看不出来的东西?

编辑:要清楚,我不是链接帖子的操作员。只是为了这个后续问题借用它。

3个回答

背面的所有铜(三张照片中最左边的)都充当开关 IC 的散热器。

如果您阅读此类 IC 的数据表,他们通常会指定一定面积的铜连接到接地(或可能是输入电压)引脚,以提供足够的散热。

由于您似乎是切换台的新手,因此我将为您提供一些信息。首先,除非您知道自己在做什么,否则不要设计一个。这不是黑魔法,但如果你搞砸了,制作宽带射频噪声发生器很容易。让我们改为使用 DigiKey,单击单击...

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库存:6,573

哇!是的,它们很受欢迎。购买现成的切换台可以节省设计时间,而且您可以合理地确定它会起作用。有固定输出或可调输出(只需添加反馈电阻)。

例如:这个做你想要的,而且便宜!

想要从你的 5V 中获得 3.3V 的电压吗?看看这个

在此处输入图像描述

这是相当高科技的,你有 2 个盖子,黑色的东西是转换器芯片,因为它是我的村田制作的,所以所有东西都放在一个多层铁氧体上,它既可以用作电感器,也可以用作 PCB 和安装底座。整个东西占用3.5mm x 3.5mm。

现在,您似乎对 LM2596 印象深刻,让我们来看看这个:

  • 它大约有 20 年的历史。它以今天被认为非常低的频率 (150 kHz) 进行开关,因此需要更高的电感和电容值,因此完整的解决方案尺寸会很大。
  • 此外,它使用 NPN 双极开关而不是更现代的 NMOS,因此效率会降低,并且输入电压必须比输出电压高几伏。
  • 它不是同步的(下部开关是一个二极管,而不是另一个 NMOS),因此在低输出电压下,当二极管在整个周期的大部分时间导通时,效率将低于同步设计。另外......你必须在你的板上添加一个功率二极管,冷却它,等等。

比较 LM2596 和更现代芯片之间的解决方案尺寸(大约相同的电流)。更高的频率确实缩小了那些电感器和电容!

在此处输入图像描述

现在,请不要以为我在说 LM2596 是垃圾。这是一个古老的设计,但经过验证、稳健且有效。他们仍然卖很多。但是不要在便携式/电池供电的设备中使用它,这样可以提高效率。

另外,如果你从 fleabay 购买便宜的模块,请将所有规格除以 2 或 3。你可以打赌右边模块上的那些电解帽不会是 105°C、长寿命、低 ESR,高质量的,而是他们能买到的最便宜的垃圾。

现在,您发布的 EzSBC。好吧,我不会买那个。首先,布局不好。查看电容的接地通孔。或者更确切地说,应该存在但不存在的过孔。与良好的布局相比,您可以预期输出中有额外的 HF 噪声。这让我觉得设计师对切换台并不熟悉,就像是副业什么的。

此外,它比我发布的贵 2 倍,它来自一家信誉良好的公司,可以假定知道他们在做什么。查看Murata Power Solutions或Farnell/Mouser 的Traco Power modules 等人。

基本上,在您最喜欢的在线经销商处查看“板装 DC-DC 转换器”...

眼镜:

  • 直接替换 3 端子 LM7805 或等效线性稳压器。
  • 保证 1A 输出电流
  • 高达 4.5V 至 17V 的宽输入电压范围
  • 效率高,负载大于 1mA 时效率大于 70%,负载电流 300mA 时峰值效率达到 90%。
  • 热关断和电流限制保护

因此,如果在 5V 输出或 1.5W 时仅使用 300mA,它必须仅消耗 10% 的损耗或 150mW。但是如果使用 1A 或 5W 并且规格介于 70% 和 90% 之间,那么损耗可能是 20% +/-?还是 1W +/-?那么您必须考虑如何使用导热胶带对其进行散热,以避免过孔与小型散热器或机箱短路。

但是考虑 7805 线性稳压器,输入电压从 12V 降到 5V,在 1A 时负载为 5W,但稳压器损耗为 7W!,所以这更有效。

因此,根据您的应用,您可能需要一个带有非导电夹的散热器,以确保接触压力以将 3M 导热胶带挤压数据表上的某些规格。

但话又说回来,它们很便宜,所以如果 1W 在 90'C = Tjcn 的温度下运行这个铜区域,(基于经验的假设)它可能会灼伤你的手指并且不会持续很长时间,但我说它们很便宜吗?