Понимание основной схемы питания CS5463

Компоненты, которые вы упомянули, объединяются, чтобы сформировать простой бестрансформаторный источник питания для ИС. Они довольно распространены в таких схемах.

Конденсатор 470 нФ и сопротивление 500 Ом обеспечивают заданное сопротивление сетевому напряжению и ограничивают ток. Причина, по которой один резистор не используется, заключается в том, что для этого ему пришлось бы рассеивать значительную часть мощности, тогда как конденсатор не рассеивает никакой мощности (или очень мало для неидеальной емкости).

Мы можем продемонстрировать это, взглянув на цифры:

Предполагая частоту сети 50 Гц, мы можем рассчитать импеданс конденсатора:

$\dfrac{1} {2 \pi \times 470nF \times 50Hz} = 6772.5 \Omega$

Чтобы вычислить полное сопротивление, мы делаем:

$\sqrt{6772.5^2 + 500^2} = 6791\Omega$

Таким образом, пиковый ток через конденсатор 470 нФ и резистор 500 Ом будет равен:

$\dfrac{311}{6791\Omega} = 45.8mA$

Действующий ток будет$45.8mA \times 0.707 = 32.4mA$

Следовательно, резистор будет рассеивать:

$({32.4mA})^2 \times 500\Omega = 520mW$- не слишком много, резистор на 1 Вт или 2 Вт справится с этим нормально.

Скажем, мы только что использовали резистор 6791 Ом для ограничения тока до 32,4 мА, резистор должен рассеивать:

$({32.4mA})^2 \times 6791\Omega = 7.1W$, довольно много потраченной мощности и нужен дорогой резистор.

Таким образом, мы используем колпачок для основного ограничения и последовательно включенный резистор для ограничения переходного тока (если время нарастания переходного процесса быстрое, то колпачок будет выглядеть как более низкий импеданс, но резистор по-прежнему будет выглядеть как 500 Ом).

Регулирование

Остальные компоненты предназначены для выпрямления и регулирования напряжения, чтобы обеспечить стабильный источник постоянного тока низкого напряжения для ИС.

Два диода выполняют выпрямление, пропуская только положительную половину сигнала. Затем это сглаживается конденсатором 470 мкФ, а затем регулируется вторым резистором 500 Ом и (вероятно, 5,2 В) стабилитроном.

Итак, весь процесс выглядит следующим образом (не обращайте внимания на артикулы диодов, у LTSpice нет 1N4002 или подобных. Также я использовал стабилитрон на 6,2 В, так как нет стабилитрона на 5 В. Принцип точно такой же):

Моделирование при включении питания (обратите внимание, что V (IC) поднимается до ~ 6,2 В и остается там):

Шунтирующие колпачки и резистор 10 Ом

Конденсаторы 0,1 мкФ действительно являются шунтирующими конденсаторами, они представляют собой локальное хранилище энергии для высокочастотного тока.
В сочетании с колпачками резистор 10 Ом должен в некоторой степени развязать аналоговые и цифровые источники питания. Аналоговые и цифровые заземляющие контакты также являются способом разделения токов. Это часто встречается в ИС с аналого-цифровой или цифро-аналоговой функцией.

PFMON и конденсатор 470 нФ

Конденсатор должен быть рассчитан на напряжение сети. Существуют конденсаторы, называемые « конденсаторами X », которые специально сертифицированы для использования в сети. Вот пример детали 0,47 мкФ 440 В переменного тока (хорошей идеей является выбор как минимум в 1,5 раза больше номинальной сети)

Вывод PFMON обнаруживает сбой питания, когда напряжение на выводе падает ниже 2,45 В. Это можно использовать для подачи сигнала вашему микроконтроллеру и выполнения любых соответствующих действий. С показанным делителем (0,66 умножить на вход) мы можем рассчитать входное напряжение, при котором это произойдет:

$\dfrac {2.45V} {0.66} = 3.675V$

Минимальное рабочее напряжение указано в техническом описании как 3,135 В, поэтому запас составляет ~ 0,5 В.