Обобщенный подход к проектированию источников питания: введение в блок-схемный способ

November 4, 2011 by admin Комментировать »

Все инженеры, которые занимаются разработкой источников питания, следуют общеустановленной последовательности шагов проектирования. В представленной ниже последовательности каждый шаг, фактически, является фундаментом для последующих шагов, и направляет разработчика по пути наименьшего сопротивления вплоть до получения желаемого результата. В данном параграфе представлен подход, состоящий из двух аспектов:

•                разбиение источника питания на четко определенные блоки, которые можно проектировать на модульной основе;

•                предварительное описание порядка, в котором блоки проектируются и затем объединяются либо внедряются друг в друга.

1.5. 21

В дальнейшем мы будем помогать читателю, представляя для каждого блока различных приложений типичные промышленные конструкторские подходы, используемые разработчиками источников питания. Каждый блок содержит соответствующие уравнения, с помощью которых можно быстро вычислить необходимые значения параметров того или иного компонента. В результате получается связная логическая последовательность проектирования, в которой незнание чего-либо (неопределенность) сведено к минимуму. Данный подход организован таким образом, что даже рядовой неопытный разработчик может создать схему источника питания на "профессиональном" уровне не более, чем за 8 часов рабочего времени, что составляет около 40% всего времени процесса проектирования.

Проектирование на физическом уровне, например, выбор техники макетирования, компоновка печатной платы с низким уровнем шумов, выбор метода намотки трансформатора и т. п. будут показаны на конкретных примерах. Физические факторы всегда представляют собой проблему, и не только для начинающих, но и для опытных проектировщиков. Надеемся, что представленные практические примеры помогут свести эти проблемы к минимуму. Все источники питания, независимо от того, линейные они или импульсные, разрабатываются по единому проектному плану. Впрочем, линейные источники питания здесь будут представлены, в основном, с помощью примеров, поскольку производители полупроводников предоставляют полную завершенность технологии и высокий уровень интеграции. Поскольку импульсные источники питания гораздо более сложные, план их разработки, а также вопросы выбора технологии будут рассматриваться более детально в соответствующих главах книги. Обобщенный подход к разработке источников питания можно свести к представленной ниже последовательности.

1.              Выбор технологии и топологии, подходящих для конкретного приложения.

2.              Выполнение аппроксимаций "черного ящика", когда известны только требования проектной спецификации. При этом будут получены оценки потерь мощности в полупроводниках, пиковые значения токов и напряжений. По этим величинам проектировщик может также установить непригодность выбранной топологии и необходимость ее замены. Кроме того, они позволяют заказать любые полупроводниковые шаблоны, которые могут потребоваться на стадии макетирования и компоновки печатной платы.

3.              Схематическая разработка источника питания на основе проектных блок-схем.

4.              Построение макета с использованием методик, описанных на топологическом чертеже и в конструкционных разделах в тексте.

5.              Тестирование, тестирование и еще раз тестирование! Протестируйте источник питания согласно требованиям, определенных в проектной спецификации. Если он не соответствует требованиям, то могут понадобиться некоторые изменения проекта. Выполните "базовые" измерения так, чтобы вы смогли отслеживать любые последующие изменения рабочих характеристик источника питания. Проведите тесты с конечным изделием, подсоединив его к источнику, чтобы удостовериться в отсутствии нежелательных взаимодействий. И обязательно прежде, чем предоставить конечное изделие ребятам из аттестационной комиссии, проверьте элементы, имеющие отношение к защите и помехам (RFI/EMI).

6.              На последней стадии — физическое проектирование. Оно включает физическое размещение источника внутри изделия, проектирование теплоотвода и печатной платы.

7.              Представьте полученное изделие на суд аттестационной комиссии, выполняющей тестирование на соответствие нормам безопасности и помехоустойчивости. Обычно потребуются некоторые модификации, однако, если вы на совесть выполнили "домашнюю работу" на предыдущих стадиях проекта, то доработки будут совсем незначительными.

8.              Изделие готово к производству!

Все это звучит просто, но легендарный и всеми проклинаемый философ Мэрфи носится также и по полю проектирования источников питания, так что визит этого непрошеного гостя очень даже вероятен.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты