hej allesammen tak fordi du så denne

video, mit navn er zach peterson,

jeg er teknisk konsulent med altium,

og i dag skal vi tale om

strømregulering i din pcb, og det er

faktisk et virkelig komplekst emne, det er ikke

så enkelt som bare at tilslutte nogle

jævnstrøm fra et batteri og forventer, at

du får stabil strøm

i resten af dit system, så det

kan blive ret kompliceret, især

når du begynder at se på valg af komponenter,

lad os komme ind på det

[Musik]

vi taler om strøm distribution

og effektregulering på din pcb

den typiske effektreguleringsstrategi for at

komme til jævnstrøm på dit bord

er, at du normalt tager en AC -indgang fra

nettet, du retter den op for at få en

spændingsbølgeform, der har en eller anden krusning, der har

sat den gennem et lpf

lavpasfilter for at få lidt mere

stabil jævnspænding,

og hvad der derefter sker,

sædvanligvis sættes hele denne sektion

ikke på hvert enkelt bord, dette kunne

være en del af som

en bænkforsyningsenhed, det kunne være

del af som et stik, der kommer ud

af væggen, og hvad der derefter sker her

efter lpf’en

og din ac -ensretter ned til jævnstrømmen,

output fra din lpf bliver ikke

perfekt dc,

hvis du faktisk tegner en graf over

det, ser det lidt ud sådan noget, så

du har din nominelle jævnstrømsspænding,

men du har faktisk lidt

krusning lige rundt om, at

dette er lidt under overdrevet, men

du får denne krusning bare baseret på din

udgangskondensator, som du har som en del

af dit lavpasfilter,

dette er normalt en temmelig stor kondensator,

og så skal du tage denne strøm,

og så skal du regulere den ned til

stabil jævnstrøm, så du kan drive

alle komponenterne på dit printkort,

så det er her din effektregulator

kommer ind,

og når du ‘ Når du designer dit

printkort, skal du tænke over, hvilken

regulator du skal vælge,

hvilken type komponenter du driver til,

hvor meget støj kan du tolerere

i systemet,

hvor effektiv skal den være, der er

faktisk meget, der går ind i det, så

lad os komme ind på hver enkelt af disse

forskellige

muligheder for din effektregulator, så som jeg

sagde før generelt, når

du får dit output fra dit ensretterkredsløb

og dit lavpasfilter, ser det

lidt sådan ud,

og det er har lige fået en krusning i det, og

dit mål er at tage dette

sætte det gennem et regulator kredsløb

og forhåbentlig komme ud af noget i

tidsdomænet,

der ligner bogstaveligt talt en

flad linje nu kan du aldrig rigtig komme

til dette, men du kan normalt komme ret

tæt på hvis du vælger den rigtige regulator,

så hvad er dine muligheder

for regulator kredsløb godt, hvis du bare

skal få stabil

jævnstrøm og levere jævnstrøm til dine andre

komponenter i dit system, er de typiske

valg

først og fremmest dette står for lavt frafaldsregulator

og dette er sandsynligvis den enkleste og enkleste

effektregulator, som du nogensinde vil sætte på

et printkort, det mindste antal

tilslutninger, den har, er

tre, den har en indgang, en udgang og en

gruppe og

du skal muligvis anvende nogle eksterne

modstande for at få den helt rigtige spænding,

du vil have, men alligevel er

det en rigtig dejlig let regulator, så den

anden virkelig almindelige type regulator er

en switchregulator, og den måde, en

switchingsregulator fungerer på, er, at

du i grunden er tager denne meget lav

frekvens meget stor amplitude krusningsstrøm,

og du erstatter den med

meget høj frekvens

meget lav amplitude støj, der er overlejret

på din jævnstrømsudgang,

dette er en situation, hvor du

bare

udveksler, hvor strømmen er placeret

i frekvensdomænet og du gør det

ved hjælp af

et reaktivt kredsløb med et

koblingselement, vi laver en anden video, der

ser dybere på at skifte

regulatorer, fordi det faktisk er et

virkelig komplekst emne, der er et væld

af forskellige koblingsregulator

kredsløb, som

de fleste designere sandsynligvis

kender de to virkelig almindelige topologier

så den første er en

bukkregulator bukkregulatorer bare tag din

jævnstrømsudgang og slip den til en lavere værdi

den anden type er en boost -regulator,

som

som navnet antyder, tager din DC -output

og støder den op i værdi, og så er

der også en buck -boost -regulator,

som

giver dig mulighed for at flytte mellem buck -tilstand og

boost -tilstand afhængigt af, hvordan du

designer switch -regulatoren

inden for disse to typer af regulatorer er

der faktisk stadig en masse

forskningsaktivitet i at skifte regulatorer,

og en af grundene til det er at

drive meget højfrekvente kredsløb,

især kredsløb, der bruges

i uh strømforsyninger til

5g basestationer, lad os nu se på

hvordan disse fungerer faktisk,

så lad os først se på, hvordan en ldo fungerer,

og derefter vil vi tale mere om at

skifte regulatorer, og

en ldo fungerer under en simpel idé, jeg

tager min

indgangsspænding ind, og

den har en høj værdi og derefter

konverterer det

til mit output som også er jævnstrømsspænding,

men til en lidt lavere værdi, når jeg siger

højspænding, her

taler jeg ikke om som nogle

latterligt høje spændinger,

det kommer til at vær en værdi, der siger,

du ved, lad os sige 5,5 volt,

og mit output her kan være lidt

mindre

3,3 volt, så lad os sige, at logiske niveauer dette

er en ret typisk

måde at bruge en ldos til at tage et logisk

niveau,

trin det ned til et andet logisk niveau og

så i denne proces mister jeg

5,5 minus 3,3, hvilket bare giver mig

2,2 volt nu vil det udsende

noget jævnstrømsspænding

og noget strøm og min strøm

multipliceret med min spænding

bliver den effekt, jeg

mister i processen med denne konvertering

ved hjælp af min ldo, så hvad sker der med denne

effekt godt, denne effekt bliver spredt

som varme, så ldos kan blive varme, når du

betjener dem

afhængigt af forskellen mellem

disse to spændinger, så på

grund af dette, hvis du vil få denne

varme, du genererer i din ldo ned

til

nul, du bliver nødt til at bringe din højspænding

og din lave spænding for at være nøjagtig den

samme værdi desværre

ldos virker ikke sådan, hvordan en ldo

fungerer, er det lidt som et komparator

kredsløb, hvad du handler allieret gør,

sammenligner du din ønskede output med dit

input, og hvis den er større end en bestemt

referencespænding, der genereres af

et siliciumbåndgapreferencekredsløb

, der derefter får udgangen til at

mætte ved denne

regulerede 3,3 volt værdi eller hvilken som helst

anden værdi du beslutter dig for at sætte ind i dit

ldo -regulator kredsløb, så på

grund af dette er der nogle gange en

tendens til at indstille dette til den værdi,

du vil have,

og nedtrappe dette for at sige dine 3,3 volt,

så forestil dig, at du et øjeblik skal

indtaste

15,5 volt, hvad der sker her Nå, jeg

afleder

12,2 volt ganget med den

strøm, jeg vil have ud af dette,

der genererer meget mere varme, så ldos

kan blive meget varme

og kan være meget ineffektive, så hvis du

nogensinde leder online, og du googler

noget som ldo -effektivitet

og det kommer med et tal, måske

85

ikke stoler på det, fordi de arbejder

under en meget specifik

indgangsspænding og en meget specifik udgangsspænding,

beregningen for at bestemme

y vores ldo -effektivitet er meget let, så hvad

er nogle af fordelene ved at bruge en

ldo -brønd en af fordelene ved at bruge

en

ldo er, at de er virkelig enkle, de er

sandsynligvis den enkleste regulator, du

nogensinde vil koble op

fra som en spænding divider

kan de generere mindre varme end en

spændingsdeler, især hvis du får

at vide, at denne situation, hvor du

har det høje input og det lave

output er meget ens, når du

arbejder med værdier et sted i

nærheden af tre volt på din

output

den mindste forskel her, som

kaldes frafaldsspændingen,

kan du være omtrent så lille som 0,7

volt,

så 0,7 volt, der er ret lille, og hvis

du sender ud, lad os sige, at

jeg måske ikke kender 100 milliampere strøm

den effekt, du er spredning er

varme

er så lille, at du aldrig vil bemærke det,

så det er en af de gode ting ved at

bruge en ldo

er, at de kan være meget effektive, når du

skal levere lav spænding

ved lav strøm en anden ting, der

virkelig er godt ved disse er, at

hvis du husker i den originale intro,

havde vi vores

inputbølgeform, og vores inputbølgeform

havde

noget krusning på den nu kan output

faktisk få

denne krusning reduceret med

noget i nærheden af som 60

db, hvis du selv har en anstændig ldo

dette er lige fra hyldens komponenter ingen

yderligere regulering

måske har du en uh en kondensator

på kredsløbets output, og i en anden

video, der kommer op, ser vi på

nogle faktiske kredsløbsdiagrammer nogle faktiske

applikationsdiagrammer,

der viser, hvordan du kan få til dette nummer,

og det er faktisk virkelig let

en anden fordel ved ldos er, at de er

virkelig billige under en dollar

som for hver ldo, jeg nogensinde har set, og

de er virkelig virkelig gode

til at gå mellem forskellige logiske

niveauer, så jeg kan tag mit fem

mit fem volt logiske niveau, jeg kan trappe det

ned til 3,3

med en ldo, jeg kan tage en anden ldo og

trin det ned til 1,8,

tage det og trin det ned til 1,2, og jeg

kan bare blive ved med at gå ned ad li ne til alle

mine forskellige logiske niveauer

igen antager vi, at vi

driver den ikke for høj en strøm,

for hvis du gør det, bliver du

faktisk meget ineffektiv, når du starter

daisy chaining ldos

generelt, skal du muligvis have en mere

sofistikeret strømforsyningsstrategi,

hvis du rent faktisk får strøm til

dit bord

på flere logiske niveauer på én gang,

taler vi mere om ldos i en

kommende video,

og du kan finde et link til den video

i beskrivelsen, så den næste virkelig

almindelige type af regulator

er en switch -regulator, der er

mange forskellige typer af switch

-regulatorer, og vi skal lave en anden

video, der faktisk går ind på at

skifte regulatorer lidt mere

dybt, og vi vil forklare lidt

mere, hvordan de fungerer, men lige nu vi ønsker

at give et overblik over,

hvorfor du måske vil bruge en skifteregulator

og derefter nogle af de problemer

, du kan have med at skifte

regulatorer,

så hvorfor først bruge en koblingsregulator,

hvis du r husk med ldo

lige, når jeg har mit høje input,

og jeg går ned til et lavt output,

jeg kan være meget ineffektiv, så hvis min

spænding er meget meget større end min

spænding ude,

får jeg meget lav effektivitet, så min

effektivitet kan være meget lav med en ldo,

hvis jeg skal træde ned fra en meget høj

indgangsspænding til en meget lav

udgangsspændingsomskifteregulatorer

har ikke rigtigt dette problem, at

skifte regulator meget let kan gå

ned fra en høj indgangsspænding

til en lav udgangsspænding uden at have en

meget lav effektivitet, så

skift af regulatorer, selv når du gør et

stort trin ned som dette,

kan stadig have mindst 85 procent

effektivitet,

hvis de er designet godt afhængigt af

de andre komponenter, der bruges i kredsløbet,

mens du i dette tilfælde med en ldo

faktisk kan få meget lav effektivitet

meget let, hvis du skal gøre det store

skridt ned,

lad os lige gå hurtigt over nogle af profferne,

og hvorfor du måske vil bruge dette,

så som jeg sagde

højeffektivitet, så en anden grund t o brug

omskifteregulatorer

um der er faktisk mange forskellige

komponenter, der integrerer

omskifterelementet og nogle af understøttende

kredsløb

i en enkelt komponent, så de kan være

kompakte,

eller hvis du skal nå meget høj

strøm, kan du faktisk skaffe

alle komponenterne og sammensæt en

omskifteregulator fra diskretter

virkelig let, så du kan komme

til høj udgangsstrøm, vi kalder det

høje forstærkere

og igen, hvis du designer det korrekt,

lægger du kredsløbskortet korrekt ud,

men du opretholder stadig høj effektivitet

desværre gør vi ikke ‘ t får

alt gratis,

så hvad er ulemperne ved en switch

-regulator godt en af ulemperne ved en

switch -regulator er, at

de kan være meget støjende nu, hvordan en

switch -regulator fungerer,

er, at jeg har en

mosfet i mit mosfet -kredsløb, hvad jeg er

gør

er, at jeg faktisk driver det

ved porten

med en periodisk

række pulser, så dette er en

pulsbølgemoduleret puls

og i det væsentlige, hvad denne bølgeform

gør, er jeg t

tænder og slukker mosfet til og fra

igen og igen, og så hver gang

denne mosfet tænder, trækker det et

strømstød ind i kredsløbet, og det

strømudbrud

skaber faktisk den støj, du ser

på output

fra en switch regulator er der også

et problem, der sker

tilbage opstrøms ved indgangen, hver gang

du trækker et af disse strømudbrud

, skaber det harmoniske, der ses

ved indgangen, og hvis du er i Europa, er

det harmoniske indhold i din magt

faktisk stærkt reguleret, det er ikke så

meget

i os i USA har vi faktisk temmelig snavset

strøm, der kommer ud af væggene,

og det skal filtreres og

reguleres opstrøms, før du overhovedet kommer

til dette punkt på dit bord

ved hjælp af et effektfaktorkorrektionskredsløb,

så du håndterer disse indre harmoniske

der bliver genereret

fra en mosfet kan faktisk være virkelig

svært, hvis du arbejder med høj

strøm,

hvis du arbejder med lav strøm,

arbejder du kun på dit bord, du er ikke

plugg ed ind i væggen er

det mindre et problem, og generelt er det,

du kan gøre

, at du kan bruge en mere kompleks switch

fit regulator,

så du kan bruge flere faser, eller du

kan bruge

større som fysisk større komponenter

i regulatoren, og jeg vil forklare, hvordan det

virker faktisk for at hjælpe dig med at få lav

støj i den næste video, hvad du

også kan gøre er, at du bare kan køre denne ting

med højere frekvens, og

dette er et kommende område, der faktisk er

virkelig vigtigt også i

RF -strømforsyninger og RF

-forstærkere, disse ting vil

kører faktisk med

flere megahertz frekvenser,

hvorimod din typiske

ligesom højstrøm uh højstrøm høj

induktans

uh -switchregulator sandsynligvis

vil køre den som hundredvis af kilohertz

frekvenser,

der lægger meget vægt på valg af komponenter

for at sikre, at

de output, du få fra din

skifteregulator,

hvis du ser på bølgeformen, du vil

sikre dig, at du holder denne støj så

lav som muligt og

holder derfor t hatstøj så lavt som muligt er

en af hovedårsagerne til, at du ville

prøve at bruge en omskifteregulator, du

har ikke det problem med krusning,

du får ved indgangen,

og du konverterer det til noget støj

på udgangen, og hvis du vælger den rigtige

induktor på udgangen og brug den rigtige

frekvens,

du kan faktisk få dette støjniveau

til at være

ret lille, men denne støj ender med at

blive set på alle dine andre kredsløb,

så skiftende regulatorer anbefales faktisk ikke

til brug i

analoge kredsløb alt dette støj

ender med at blive overlejret på output

fra dine analoge kredsløb,

og hvis dine analoge kredsløb kører

i det lineære regime, og måske er der

en forstærkning eller

noget af den kraft med støj, der bliver

sat i de kredsløb,

som støj også bliver forstærket, skal

du tag nogle strategier for at filtrere dette,

du skal kreativt vælge nogle

komponenter for at sikre, at dette

ikke bliver for stort,

der er en række strategier

faktura Jeg havde lyst til at skifte regulatorer for at prøve

at holde denne støj så lav som muligt,

så jeg har været i gang med nok

om forskellen mellem ldos og

skiftende regulatorer, hvad vi skal

gøre

næste gang, er, at vi skal lave nogle flere

videoer på hver af disse typer

regulatorer, og vi kommer lidt

dybere ind i hver

type regulator, og hvornår du skal vælge hver

type regulator, er links i

beskrivelsen,

hvis du skal lave dine egne

printkort, og du skal lave din

regulator kredsløb i dine kredsløbskort

kan du bruge et gratis program som kredsløbsmaker,

det er en fantastisk måde at komme i gang

med high frequency pcb manufacturing china

-design på, før du går op til et mere

avanceret program som altium designer,

gå til circuitmaker.com tilmeld dig, opret en

konto

og kom i gang med at designe hvis du kan lide

det, du ser, og du vil se

flere videoer

hack den youtube -algoritme for os og

smadre den lignende

knap smadre abonnementsknappen, kom tilbage og

se mere, og glem ikke at ringe til dit

stof ator i dag