Ať už bude vaše příští zařízení napájeno z baterie, solárního prvku, nebo se zapojí do zásuvky, budete muset navrhnout obvody pro regulaci napájení vedoucího do vašeho zařízení. Návrh napájecího zdroje na desce plošných spojů může zahrnovat více než jen vlastní napájecí zdroj; systémy od osobních počítačů až po domácí spotřebiče potřebují napájecí zdroj, který převádí střídavý proud ze zdi na stejnosměrný proud s nízkým obsahem šumu.
Návrh napájecího zdroje na desce plošných spojů znamená více než jen převod mezi střídavým a stejnosměrným napájením. Je třeba vzít v úvahu otázky integrity napájení a signálu, jakož i otázky tepelné správy, které vznikají v souvislosti s výkonnou elektronikou. Integrita signálu a napájení spolu ve skutečnosti úzce souvisí vzhledem ke způsobu fungování integrovaných obvodů a některé napájecí zdroje mohou produkovat značné vyzařované elektromagnetické rušení, které ovlivňuje ostatní části desky s plošnými spoji.
Žádný napájecí zdroj ani systém, který je k němu připojen, není imunní vůči problémům s integritou signálu nebo integritou napájení, ale zavedení některých jednoduchých konstrukčních postupů může pomoci zabránit přepracování návrhu. Tyto osvědčené postupy zahrnují vše od správného uspořádání součástek přes oddělování/obcházení až po návrh stohování.
Pro návrh napájecího zdroje musí konstruktér provést dobré uspořádání desky plošných spojů a naplánovat účinnou síť rozvodu napájení. Konstruktér také musí zajistit, aby byly odděleny rušivé zdroje napájení digitálních obvodů od kritických zdrojů a obvodů analogových obvodů. Některé z důležitých věcí, které je třeba vzít v úvahu, jsou uvedeny níže:
- Výběr správného regulátoru pro napájení na desce plošných spojů
- Tepelný management pro napájení
- Uzemňovací a napájecí roviny pro lepší napájení DPS
- Oddělovací kondenzátor a bypassový kondenzátor
- Filtrování EMI
- Frekvenční odezva systému napájení
- Integrita napájení (PI)
Závěr
Dobré napájecí zdroje jsou klíčem k přesnému fungování elektronického zařízení. Jak jsme si ukázali, má konstruktér desek plošných spojů při zvažování návrhu napájecího zdroje k dispozici několik možností. Při těchto úvahách je důležitý výběr regulátorů, kondenzátorů a filtrace EMI. Podobně je třeba při návrhu napájecího systému zohlednit také tepelný účinek a odezvu na zátěž.
Současně se řiďte doporučeními uvedenými v datových listech napájecích integrovaných obvodů. Při návrhu napájecího zdroje hraje rozhodující roli tloušťka stop a umístění součástek.
