確保滿(mǎn)足您的PCB配電要求的提示

您是否曾經(jīng)舉辦過(guò)一場(chǎng)晚宴，卻驚駭?shù)匾庾R(shí)到自己沒(méi)有煮足夠的食物？好了，我的客人臉上的困惑和失望的表情至今仍困擾著我。當(dāng)您沒(méi)有為每個(gè)需要養(yǎng)活的人充分計(jì)劃時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。同樣，如果不計(jì)劃板上的所有負(fù)載，則會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)絡(luò)（PDN）不足。這就是為什么正確設(shè)計(jì)電路板電源分配網(wǎng)絡(luò)（PDN）從而使IC不會(huì)餓死的原因。這里要說(shuō)清楚，我說(shuō)的是電源和配電，而不是電源完整性或質(zhì)量。我們關(guān)心的是將正確的電流和電壓傳遞到正確的位置，而不是濾除耗材中的噪音 或消除 接地回路。設(shè)計(jì)PDN時(shí)，首先要考慮的是組件需要什么電壓以及消耗多少電流。在確定了這些要求之后，您需要研究要使用哪種電源以及如何將電源路由到PCB的每個(gè)部分。

電源電壓

我的一些朋友不含麩質(zhì)或有其他飲食限制，所以當(dāng)我把它們吃完后，我必須確保他們可以實(shí)際食用食物。同樣，電路板上的不同芯片或組件可能需要不同的電壓。所需的電壓會(huì)影響您選擇的電源方案，因此請(qǐng)確保您都了解它們。它們還將各自吸收不同量的電流，因此您需要確保您的電源可以提供足夠的電流來(lái)確保運(yùn)行。

您可能在PCB上發(fā)現(xiàn)的最常見(jiàn)電壓是+3.3 V，該電壓用于大多數(shù)IC。其他組件或電路可能需要不同的電壓。例如，我使用了要求+/- 5 V的輸入保護(hù)芯片，因此我必須購(gòu)買(mǎi)DC / DC轉(zhuǎn)換器來(lái)提供這些電壓。確保列出所有需要的電壓，以及是否交流或直流在選擇電源之前，可以確保您已做出明智的選擇。例如，如果您的電路中包含交流電動(dòng)機(jī)，則可能需要將交流電引入板中，并將其直接路由至電動(dòng)機(jī)，然后將其轉(zhuǎn)換為直流電，以為PCB的其余部分供電。您也可以引入直流電，并使用逆變器將其轉(zhuǎn)換為交流電。

有時(shí)，您的應(yīng)用程序還可以告知您的初始電源電壓水平和類(lèi)型。如果傳感器在明亮的地方在室外運(yùn)行，則可能需要使用太陽(yáng)能電池板為板供電。太陽(yáng)能電池板輸出的直流電壓可能會(huì)變化，具體取決于串聯(lián)連接的電池?cái)?shù)量。如果您要為分布式設(shè)備構(gòu)建PCB物聯(lián)網(wǎng)（IoT）傳感器，您可能希望使用電池供電，以便使設(shè)備小巧便攜。但是，在選擇電源之前，您需要考慮電路板的最終位置。

電源電流

重要的是要考慮電流和電壓。有時(shí)，通孔組件與SMT同類(lèi)產(chǎn)品相比，它們更耗電，并且可以吸收更多電流，因此，即使您的組件形式也可以有所作為。確保查看您的IC的額定功率，并計(jì)算它們需要多少電流。這很重要，因?yàn)槊總€(gè)電源都可以提供多少電流是有限制的。如果在直流轉(zhuǎn)換器中使用120 VAC，您可能會(huì)認(rèn)為可以提供無(wú)窮無(wú)盡的電流；但是，該轉(zhuǎn)換器將具有可提供的最大安培數(shù)。即使是不同的電池也會(huì)有不同的放電率，因此您需要選擇正確的類(lèi)型才能為電路板提供正確的電流量。您還需要了解每個(gè)組件的峰值功率要求，并確?？梢蕴峁└哂跇?biāo)稱(chēng)工作電流的電流。

但是，在許多情況下，您可以使用電容器之類(lèi)的簡(jiǎn)單器件來(lái)提供適量的峰值電流。某些IC在運(yùn)行期間會(huì)有非常短的功率尖峰。增大電源的大小通常是不明智的，因?yàn)橐粔K芯片可以在幾毫秒內(nèi)消耗額外的功率。在這種情況下，您可以簡(jiǎn)單地使用一個(gè)旁路電容器來(lái)彌補(bǔ)差異。電容器將在組件正常工作時(shí)充電，然后在需要額外電流時(shí)放電。只要確保電容器足夠大以覆蓋過(guò)載，就可以降低成本和復(fù)雜性。

將電源路由到組件

如果走線(xiàn)無(wú)法到達(dá)那里，電源是否可以為組件提供足夠的電流都沒(méi)關(guān)系。 導(dǎo)體尺寸 影響功率傳輸和電路板溫度。

PCB上的不動(dòng)產(chǎn)非常寶貴，這就是為什么設(shè)計(jì)人員經(jīng)常嘗試減小PCB上的走線(xiàn)寬度的原因 各種方式。這樣做時(shí)要小心，因?yàn)槿绻麤](méi)有足夠的銅來(lái)傳導(dǎo)所需的電流，則走線(xiàn)可能會(huì)失敗。就像在配電網(wǎng)中一樣，您需要確保導(dǎo)體足夠大以承受流過(guò)它們的電流。

即使您的走線(xiàn)在安培數(shù)規(guī)格范圍內(nèi)，也可能會(huì)將其帶出溫度。較小的走線(xiàn)具有較高的電流密度，這會(huì)給整個(gè)系統(tǒng)增加更多的熱量。您可能希望在設(shè)計(jì)或原型制作階段檢查潛在的熱點(diǎn)，以確保您的電路板不會(huì)因高溫而失效。向走線(xiàn)添加更多的銅會(huì)降低電流密度，從而也使板子冷卻。

如果您使用的是低功耗IC，則還需要注意電壓降。當(dāng)您沿著高電流密度走長(zhǎng)線(xiàn)時(shí)，電源電壓將下降。如果您使用的是低功耗芯片，則可能足以使該芯片間歇性運(yùn)行或根本不工作。確保計(jì)算PDN兩端的壓降并調(diào)整走線(xiàn)寬度，以確保所有芯片都能獲得所需的電壓。

舉辦晚宴時(shí)，沒(méi)有什么比沒(méi)有食物更重要的社交行為了。充其量，您的朋友會(huì)餓著肚子，而最糟糕的是，他們可能再也不會(huì)回來(lái)了。在電子世界中，風(fēng)險(xiǎn)更高一些。如果您沒(méi)有為電路板提供正確的電壓或電流，則PCB可能會(huì)間歇性工作或根本無(wú)法工作。在選擇電源之前，重要的是要知道板上需要的每個(gè)電壓，并了解一切將吸收多少峰值和標(biāo)稱(chēng)電流。選擇正確的電源后，您需要確保配電網(wǎng)絡(luò)的其余部分可以將電力輸送到需要的地方。