このSMPSでPCBが非常に大きいのはなぜですか?


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リニアレギュレータの熱放散に関する投稿で、1つの答えがこの素敵な小さなピン等価smpsを提供しました。それは素晴らしい返事であり、私自身でいくつか注文するでしょう。

smps

私は疑問に思っています、なぜそんなに空のスペースがあるのですか?おそらく地面を除いて、余分なレイヤーを必要としないようで、はるかにコンパクトになる可能性があります。

その外観から明らかではない何かが起こっていますか?

編集:明確にするために、私はリンクされた投稿のOPではありませんでした。このフォローアップの質問のためにそれを借りるだけです。

回答:


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裏面のすべての銅(3つの写真の左端)は、スイッチングICのヒートシンクとして機能しています。

この種のICのデータシートを読むと、多くの場合、適切な放熱を行うために、グランド(または場合によっては入力電圧)ピンに接続する銅の特定の領域を指定します。


まあそれは簡単な感謝でした。私は以前にそれらを使用したことはありませんが、それらがどれほど効率的であるかを頻繁に耳にします。だから私は間違って熱を排除していました。
ブレアフォンビル

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リニアレギュレータよりもはるかに効率的ですが、5 W(この部品の最大出力)の10%はまだ500 mWであり、これをやらないと小さなチップをかなり加熱するのに十分ですそれ。
光子

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前述のように、500mWはそれほど多くありませんが、体積が小さいと熱抵抗(度数/ワット)が非常に高くなります。典型的なスルーホール抵抗器の定格は1/8ワットであり、1/2ワットの抵抗器は実際に「大きい」という基準として役立ちます。
アンドレス

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あなたはスイッチャーが初めてのようですので、少し情報を提供します。まず、何をしているのかわからない限り、デザインしないでください。それは黒魔術ではありませんが、台無しにすると広帯域RFノイズジェネレーターを簡単に作成できます。代わりにDigiKeyに移動して、クリック...をクリックしてください。

製品索引>電源-基板実装> DC DCコンバーター

在庫:6,573

うわあ!はい、彼らは非常に人気があります。既製のスイッチャーを購入することで設計時間を節約でき、さらにそれが機能することを合理的に確信できます。固定出力のものまたは調整可能なものがあります(フィードバック抵抗を追加するだけです)。

たとえば、これはあなたが望むことをし、安い!

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それはかなりハイテクで、2つのキャップがあり、黒いものはコンバーターチップであり、それは私の村田製であるため、すべてがインダクタ、PCB、および取り付けベースの両方として機能する多層フェライト上にあります。全体が3.5mm x 3.5mmになります。

LM2596に感心しているようです。これを確認してみましょう。

  • 約20歳です。現在非常に低いと考えられる周波数(150 kHz)でスイッチングするため、より高いインダクタンス値とコンデンサ値が必要になるため、ソリューション全体のサイズは大きくなります。
  • また、最新のNMOSではなくNPNバイポーラスイッチを使用しているため、効率が低下し、入力電圧は出力電圧よりも数ボルト高くする必要があります。
  • 同期ではないため(下側のスイッチはダイオードであり、別のNMOSではありません)、低出力電圧での効率は、ダイオードが全期間の大部分を伝導する場合、同期設計の場合よりも低くなります。また...ボードに電源ダイオードを追加したり、冷却したりする必要があります。

LM2596と最新のチップのソリューションサイズ(ほぼ同じ電流)を比較します。より高い周波数は、これらのインダクタとキャップを実際に縮小します!

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さて、LM2596がくだらないと言っているとは思わないでください。古いデザインですが、実証済みで堅牢であり、機能します。彼らはまだそれらのトンを販売しています。ただし、携帯用/バッテリー駆動のものには使用しないでください。効率がさらに向上します。

また、fleabayからそのようなcheapoモジュールを購入する場合、すべての仕様を2または3で除算します。右側のモジュールの電解キャップは105°C、長寿命、低ESRにならないことを賭けます高品質のものではなく、彼らが得ることができる最も安いがらくた。

さて、あなたが投稿したEzSBCのもの。まあ、私はそれを買いません。まず、レイアウトが悪いです。キャップのグランドビアを見てください。むしろ、そこにあるはずのビアはありません。適切なレイアウトに比べて、出力に余分なHFノイズが予想されます。これは、デザイナーがスイッチャーにあまり馴染みがなく、副業か何かのようだと思います。

また、私が投稿したものよりも2倍高価です。これは、彼らが何をしているのかを知っていると思われる評判の良い会社のものです。Murata Power SolutionsFarnell / MouserなどのTraco Powerモジュールなどをチェックしてください。

基本的に、お気に入りのオンラインディーラーで「ボードマウントDC-DCコンバーター」を確認してください。


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すべて良い点ですが、TO-220のドロップイン交換のOPの当面の必要性にやや接します。また、EzSBCに対するあなたの批判は完全に正当化されるとは思わない。正確に5つのビアがあり、すべてが直接バックグラウンドに直接接続されています。コンポーネント側の注ぎ口は、入力レールと出力レールです。最も長いグランド接続は、入力デカップリングキャップ用です。チップは、最高のエアフローを実現するために、ボードの上部に配置されます。すべてを考慮して、それは悪いレイアウトではありません。
デイブツイード

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仕様:

  • 3端子LM7805または同等のリニア電圧レギュレータのドロップイン交換。
  • 1Aの出力電流を保証
  • 最大4.5V〜17Vの広い入力電圧範囲
  • 1mAを超える負荷で70%を超える高効率、300mAの負荷電流で90%のピーク効率を達成。
  • サーマルシャットダウンおよび電流制限保護

したがって、5V出力または1.5Wで300mAのみを使用する場合、10%の損失または150mWを消費するだけです。しかし、1Aまたは5Wを使用し、仕様が70%〜90%の場合、損失は20%+ /-?になる可能性があります。または1W +/-?次に、サーマルテープでヒートシンクをヒートシンクする方法を検討して、ビアが小さなヒートシンクまたはシャーシに短絡しないようにする必要があります。

しかし、12Vから5Vへの7V入力電圧降下を持つ7805リニアレギュレータを考えてみてください。1Aで負荷は5Wですが、レギュレータの損失は7Wです!! 、これははるかに効率的です。

そのため、アプリケーションによっては、非導電性クリップ付きのヒートシンクが必要な場合があります。これにより、3M熱伝導性テープデータシートの特定の仕様に押し付けるための接触圧が確保されます。

しかし、再び安いので、この銅の領域で1Wが90'C = Tjcnで動作する場合(経験に基づく仮定)、指が焼けて長くは続かないかもしれませんが、安いと言いましたか?


たった今、これらのいくつかを購入するために探していたところ、LM2596に出会いました。狂ってる。3アンペア、リニアレギュレータのサイズ、調整可能な巨大な入力範囲、最大動作温度は125°Cです。許可されればブレッドボードを介してかなり速く溶けますが、非常に用途が広いです。電源スイッチも付いています!ti.com/lit/ds/symlink/lm2596.pdf
ブレアフォンビル

TO-220のアクティブエリアスイッチサイズと電力定格、Pd、およびその逆のRdsOn抵抗の大きな違いにより、より高い電流が可能になります。しかし、はんだがボードを溶かさない場合、125°Cにもなりませんが、アレニウスの法則は室温から10〜12'C上昇するごとに2倍の速度で老化を加速しますが、25Wで20%損失すると指を焼く可能性があります
Tony StewartサニースキーガイEE75

良い情報。ありがとう。明確にするために、プリント基板ではなくブレッドボードを溶かすと言いました。
ブレアフォンビル

おそらく、そうではありません。ブレッドボードは、接点がプラスチックから浮いているため、BB接点はリード線からそれほど熱を奪いません。しかし、再び何でも可能です。ポリスチレンは180°Cでかなり融解します
トニースチュワートサニースキーガイEE75
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