Почему печатная плата такого большого размера на этом SMPS?

В сообщении, посвященном рассеиванию тепла в линейном регуляторе, один ответ предоставил этот симпатичный маленький штырьковый эквивалент SMP. Это был отличный ответ, и я, вероятно, закажу себе несколько.

смс

Но мне интересно, почему так много пустого места? Похоже, ему не нужны дополнительные слои — за исключением, может быть, земли — и похоже, что он мог бы быть намного компактнее.

Происходит ли что-то, что не очевидно по его внешнему виду?

изменить : чтобы было ясно, я не был ОП для связанного поста. Просто позаимствовал его для этого дополнительного вопроса.

Ответы (3)

Вся эта медь на задней стороне (крайняя левая из ваших трех картинок) действует как радиатор для переключающей ИС.

Если вы читаете таблицы данных для этого типа ИС, они часто указывают определенную область меди, которая должна быть подключена к выводу заземления (или, возможно, к входному напряжению), чтобы обеспечить адекватное рассеивание тепла.

Ну это было легко спасибо. Я не пользовался ими раньше, но вы так часто слышите, насколько они эффективны, что я решил, что они останутся довольно прохладными. Так что я по ошибке исключил жару.
Они намного эффективнее линейного стабилизатора, но 10% от 5 Вт (максимальная мощность этой части) по-прежнему составляют 500 мВт, и этого достаточно, чтобы довольно хорошо нагреть крошечный чип, если вы ничего не делаете с этим. Это.
Как уже говорилось, 500 мВт — это немного, но, учитывая небольшой объем, тепловое сопротивление (Градусы на ватт) будет довольно высоким. Это может служить ориентиром, что типичный сквозной резистор рассчитан на 1/8 ватта, а резистор на полватта действительно «большой».

Поскольку вы, кажется, новичок в переключателях, я дам вам немного информации. Во-первых, не создавайте его, если вы не знаете, что делаете. Это не черная магия, но легко сделать широкополосный генератор ВЧ-шума, если вы накосячили. Вместо этого давайте перейдем к DigiKey, нажмите кнопку...

Указатель продуктов > Блоки питания для монтажа на плате > Преобразователи постоянного тока в постоянный

В наличии: 6 573

Вау! Да, они достаточно популярны. Покупка готового коммутатора экономит время на разработку, к тому же вы можете быть уверены, что он будет работать. Есть фиксированные выходы или регулируемые (просто добавьте резисторы обратной связи).

Например: этот делает то, что вы хотите , и дешево!

Хотите немного 3,3 В от ваших 5 В? Проверьте это .

введите описание изображения здесь

Это довольно высокотехнологично, у вас есть 2 крышки, черная штука - это микросхема преобразователя, и, поскольку она сделана моей Муратой, все сидит на многослойном феррите, который действует как катушка индуктивности, печатная плата и монтажная база. Все это занимает 3,5 мм х 3,5 мм.

Теперь, кажется, вас впечатлил LM2596, давайте проверим этот:

  • Это около 20 лет. Он переключается на частоте, которая сегодня считается довольно низкой (150 кГц), поэтому для него потребуются более высокие значения индуктивности и емкости, поэтому полное решение будет громоздким.
  • Кроме того, в нем используется биполярный переключатель NPN вместо более современного NMOS, поэтому он будет менее эффективным, а входное напряжение должно быть выше выходного на несколько вольт.
  • Он несинхронный (нижний ключ - диод, а не другой NMOS), поэтому КПД при низких выходных напряжениях, когда диод проводит значительную часть всего периода, будет ниже, чем при синхронной схеме. Кроме того... вы должны добавить силовой диод на плату, охладить ее и т. д.

Сравните размер решения (примерно для одного и того же тока) между LM2596 и более современными чипами. Более высокая частота действительно уменьшает размеры катушек индуктивности и колпачков!

введите описание изображения здесь

Теперь, пожалуйста, не думайте, что я говорю, что LM2596 — дерьмо. Это старая конструкция, но проверенная, надежная и работающая. Их до сих пор продают тоннами. Но не используйте его в портативных устройствах с батарейным питанием, где желательно иметь дополнительную эффективность.

Кроме того, если вы покупаете такие дешевые модули на складе, разделите все характеристики на 2 или 3. Вы можете поспорить, что эти электролитические крышки на модуле справа не будут рассчитаны на 105 ° C, долгий срок службы, низкое ESR, высококачественные, а скорее самое дешевое дерьмо, которое только можно было достать.

Теперь тот EzSBC, который вы опубликовали. Ну я бы такой не купил. Во-первых, планировка неудачная. Посмотрите на отверстия заземления крышек. Вернее, переходные отверстия, которые должны быть, но их нет. Вы можете ожидать дополнительный ВЧ-шум на выходе по сравнению с хорошей компоновкой. Это заставляет меня думать, что дизайнер на самом деле не знаком с переключателями, это что-то вроде подработки или что-то в этом роде.

Кроме того, он в 2 раза дороже, чем тот, который я разместил, который исходит от уважаемой компании, которая, как можно предположить, знает, что делает. Обратитесь к таким ребятам, как Murata Power Solutions или модули Traco Power в Farnell/Mouser и т. д.

По сути, проверьте «преобразователи постоянного тока в постоянный для монтажа на плате» у вашего любимого онлайн-дилера ...

Все хорошие моменты, но несколько второстепенные по отношению к непосредственной потребности OP в замене TO-220. Кроме того, я не думаю, что ваша критика EzSBC полностью оправдана. Имеется ровно 5 переходных отверстий, все они подключены напрямую к задней клемме заземления. Заливки на стороне компонента — это входная и выходная направляющие. Самое длинное заземляющее соединение — это соединение с входным развязывающим колпачком. Чип размещается высоко на плате, чтобы обеспечить наилучший доступный поток воздуха. Учитывая все обстоятельства, это не плохой макет.

характеристики:

  • Полная замена 3-контактного LM7805 или эквивалентного линейного регулятора напряжения.
  • Гарантированный выходной ток 1А
  • Широкий диапазон входного напряжения от 4,5 до 17 В.
  • Высокий КПД, более 70 % для нагрузок более 1 мА, пиковый КПД достигает 90 % при токе нагрузки 300 мА.
  • Тепловое отключение и защита от ограничения тока

Таким образом, при использовании только 300 мА при 5 В на выходе или 1,5 Вт он должен рассеивать только 10% потерь или 150 мВт. Но если использовать 1 А или 5 Вт, а спецификация находится где-то между 70% и 90%, то потери могут составить 20%+/-? или 1Вт +/-? затем вы должны подумать, как охладить его с помощью термоленты, чтобы избежать короткого замыкания переходных отверстий на небольшой радиатор или шасси.

Но рассмотрим линейный стабилизатор 7805 с падением входного напряжения 7В с 12В до 5В, при 1А нагрузка 5Вт но потери регулятора 7Вт!! , так что это намного эффективнее.

Таким образом, в зависимости от вашего приложения, вам МОЖЕТ понадобиться радиатор с непроводящим зажимом, чтобы обеспечить контактное давление, чтобы сжать, скажем, теплопроводную ленту 3M до некоторых спецификаций в техническом описании.

но опять же, они дешевы, поэтому, если 1 Вт работает при 90 ° C = Tjcn для этой области меди (предположение, основанное на опыте), это может обжечь вам палец и не прослужить так долго, но я сказал, что они были дешевы?

Я искал, чтобы купить несколько таких, и наткнулся на это: LM2596. Это безумие. 3 ампера, размер линейного регулятора, регулируемый, огромный входной диапазон, максимальная рабочая температура 125'C. Если бы ему позволили, он довольно быстро растаял бы на макетной плате, но такой универсальный. У него даже есть выключатель питания! ti.com/lit/ds/symlink/lm2596.pdf
Большая разница в размере переключателя активной области для TO-220 и номинальной мощности, Pd и его обратном сопротивлении RdsOn позволяет увеличить ток. Но если припой не расплавит плату, то и 125°С не расплавится, однако закон Аррениуса ускорит старение в 2 раза на каждые 10~12°С повышения температуры выше комнатной, но может обжечь палец, если потеря 20% при 25 Вт
хорошая информация. Спасибо. Просто для ясности я сказал, что он расплавит макет, а не печатную плату.
возможно нет, макетная плата, так как контакты плавают из пластика, а контакты ВВ не так сильно нагреваются от выводов. Но опять же все возможно. Полистирол плавится при температуре 180 градусов.