1.輸入DC座放置了兩種封裝;
2.進一步優化了走線;
3.輸出電容升級為固態電容,並放置了兩種封裝,可以兼容三種腳距。
前面啰嗦了一大堆,其實都是些無關痛癢的碎碎念,從這段開始將分析整個線路板的元器件參數的確立過程,看看一塊優秀的線路板是如何誕生的。
畢竟人無完人,如有說的不對的地方,請大伙嘴下留情哦!!!
一.板型與布局
這是一塊沒有外殼的線路板,要想做的足夠漂亮就要在板型和元器件布局上下功夫。
1. 板型
線路板的尺寸首先要滿足放的下整個元器件,並且要滿足一定的電氣性能,通過經驗先估計出一個大概的尺寸,后續再做精細調整。板子的長寬比例尤為重要,在我們不是藝術家的前提下盡量讓線路板的長寬比例滿足黃金分割,這樣整個線路板看起來才會很協調,基於以上條款此快充線路板的尺寸定為50mm*80mm;
2. 布局
從很多古代建築和城市規划中都可以看到中軸線的布局,在線路板設計方面也大量應用此布局,應用此布局最多的線路板估計要算各類音響板了。此線路板也采用的中軸線布局,兩路充電線路左右對稱,兩邊的元器件錯落有致,整體體現出規整而又不失靈動的效果。
二.器件參數
1. 輸入插座
電流:
由於是裸板,輸入插座不用考慮外形,只有電流一項需要確定。通過計算在極限狀態下,輸入電流會超過4A,一般的DC插座實際過電流能力為3到5A,考慮設計冗余,輸入插座需要用10A電流檔,同時考慮到前文提到的中軸線和對稱性,最終選定DC-007C這款插座。
2. 自恢復保險絲
自恢復保險絲一般情況下有兩個參數需要考慮:
工作電壓:
由於此芯片的輸入范圍較寬,工作電壓需要高於輸入電壓,48V這一檔是比較合適的。
保護電流:
通過充電功率加上轉換效率及輸入電壓可計算出輸入的極限電流,這里選擇3A檔。
3.合金電阻
功率:
電阻的種類非常多,但只有合金電阻是最理想的電流傳感器(康銅絲及霍爾傳感器不討論),電阻的阻值已經在芯片的規格書中指定,剩下要考慮的參數只剩下功率,通過流過電阻的電流與電阻阻值可以計算出電阻上消耗的最大功率,考慮到余量,需要選用2W或者3W的合金電阻。
4.電感
電感需要確定的參數比較多,下面來一一分析:
感量:
規格書已經指定。
飽和電流:
這個參數至關重要,影響到效率及整體發熱情況,飽和電流按經驗取工作電流的3到5倍,取值越大越好,按這要求目前有兩類常用電感可以滿足要求,一是鐵硅鋁磁環電感,二是一體成型電感。鐵硅鋁磁環電感的價格較低,但EMC性能差,而一體成型電感的特點正好相反,在以性能為王的設計中,EMC也是需要重點考慮的對象,所以只能選擇一體成型電感。
直流電阻:
這個參數關系到效率及發熱,阻值越小越好,1770封裝的一體成型電感只有20.5毫歐,是比較理想的,至此電感的型號已確立。
5.輸出電容
輸出電容與紋波是直接關聯的,而紋波會影響手機充電時的觸摸操作和是否干擾到手機其他電路的正常工作,所以此電容的選擇是至關重要的,同時也是值得我們花重金的地方。電容需要選擇的參數也比較多。主要有以下幾個:
耐壓:
輸出電壓最高是12V,選擇25V耐壓的電容是比較理想的;
容量:
芯片的規格書已經有推薦,為了更好的性能可以適當加大;
溫度:
在開關電源中輸出電容一般選用105度;
壽命:
開關電源的輸出電容一般選用長壽命款;
漏電:
越小越好
內阻:
這個也是越小越好,目前的固態電容具有以上所有特性,故不惜成本的選用固態。固態電容的價格是普通電解價格的10倍以上。
6.USB母座
這個USB插座是整個充電板的最后一環,如果選擇不當,前面的所有努力都將付之東流,但這個插座只有一個參數需要考慮,就是能過的最大電流,這個越大越好,目前電流最大的是5A。
其他的阻容器件在芯片的規格書中有明確規定,無需設計人員考慮,到此整個線路板的器件選擇完畢。
紋波測試,在固態電容的加持下,紋波還是比較理想。
由於樓主的條件限制,紋波測量僅供參考。
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線路板的使用方法:
用雙面膠把線路板粘貼在桌面的背面,USB充電線引到桌面,線路板及輸入線都隱藏了起來,這樣即美觀桌面又整潔,沒有外殼的禁錮散熱也非常好。