Почему PCB такой большой на этом SMPS?

В посте, посвященном рассеянию тепла в линейном регуляторе, в одном ответе содержались эти милые маленькие штырьковые эквиваленты. Это был отличный ответ, и я, вероятно, сам закажу несколько.

Мне интересно, почему так много пустого пространства? Кажется, ему не нужны дополнительные слои - кроме, может быть, грунта - и похоже, что он может быть гораздо более компактным.

Что-то происходит, что не очевидно из его появления?

редактировать : чтобы быть ясным, я не был ОП для связанного поста. Просто заимствую его для этого вопроса.

Вся эта медь на тыльной стороне (самая левая из ваших трех картинок) действует как теплоотвод для коммутационной ИС.

Если вы читаете таблицы данных для этого вида микросхем, они часто будут указывать определенную площадь меди, которая должна быть подключена к заземляющему контакту (или, возможно, входному напряжению), чтобы обеспечить адекватное рассеивание тепла.

Поскольку вы, кажется, плохо знакомы с коммутаторами, я дам вам немного информации. Во-первых, не создавайте дизайн, если не знаете, что делаете. Это не черная магия, но легко создать широкополосный генератор радиочастотного шума, если вы все испортите. Давайте вместо этого перейдем к DigiKey, нажмите кнопку ...

Список продуктов> Источники питания - монтаж на плате> DC DC преобразователи

В наличии: 6,573

Вау! Да, они довольно популярны. Покупка готового коммутатора экономит время проектирования, плюс вы можете быть уверены, что он будет работать. Есть фиксированные выходные или регулируемые (просто добавьте резисторы обратной связи).

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

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

Он довольно высокотехнологичный, у вас 2 крышки, черная штука - чип преобразователя, и, поскольку он сделан моим Murata, все находится на многослойном феррите, который действует как индуктор, печатная плата и монтажная база. Все это занимает 3,5 мм х 3,5 мм.

Теперь, кажется, вы впечатлены LM2596, давайте проверим это:

• Ему около 20 лет. Он переключается на частоте, которая сегодня будет считаться довольно низкой (150 кГц), поэтому для него потребуются более высокие значения индуктивности и конденсатора, поэтому полный размер решения будет громоздким.
• Также он использует биполярный переключатель NPN вместо более современной NMOS, поэтому он будет менее эффективным, и входное напряжение должно быть выше выходного напряжения на несколько вольт.
• Он не является синхронным (нижний переключатель представляет собой диод, а не другую NMOS), поэтому эффективность при низких выходных напряжениях, когда диод проводит значительную часть всего периода, будет ниже, чем при синхронной конструкции. Также ... вы должны добавить силовой диод к вашей плате, охладить его и т. Д.

Сравните размер решения (примерно для того же тока) между LM2596 и более современными чипами. Более высокая частота действительно сокращает эти индукторы и колпачки!

Теперь, пожалуйста, не думайте, что я говорю, что LM2596 - это дерьмо. Это старый дизайн, но проверенный, надежный, и он работает. Они все еще продают тонны из них. Но не используйте его в портативных / с батарейным питанием, где приятно иметь дополнительную эффективность.

Кроме того, если вы покупаете такие дешевые модули у fleabay, разделите все характеристики на 2 или 3. Вы можете поспорить, что эти электролитические крышки на модуле справа не будут иметь температуру 105 ° C, длительный срок службы, низкий ESR, качественные, но, скорее, самая дешевая хрень, которую они могли получить.

Теперь EzSBC, который вы опубликовали. Ну, я бы этого не купил. Во-первых, расположение плохое. Посмотрите на наземные переходы крышек. Или, скорее, переходы, которые должны быть там, но не там. Вы можете ожидать дополнительный высокочастотный шум на выходе по сравнению с хорошей компоновкой. Это заставляет меня думать, что дизайнер не очень знаком с переключателями, это как дополнительная работа или что-то в этом роде.

Кроме того, он в 2 раза дороже, чем тот, который я опубликовал, и который поступил от уважаемой компании, которая, как можно предположить, знает, что они делают. Посмотрите на таких ребят, как Murata Power Solutions или модули Traco Power в Farnell / Mouser и т. Д.

В общем, проверьте «DC-DC преобразователи для монтажа на плате» у вашего любимого онлайн-дилера ...

спецификации:

• Замена 3-контактного LM7805 или эквивалентного линейного стабилизатора напряжения.
• Гарантированный выходной ток 1А
• Широкий диапазон входного напряжения до 4,5 В до 17 В
• Высокая эффективность, более 70% для нагрузок более 1 мА, максимальный КПД достигнут 90% при токе нагрузки 300 мА.
• Защита от перегрева и 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 1A или 5W, а спецификации где-то между 70% и 90%, тогда потери могут составить 20% + / -? или 1W +/-? тогда вы должны подумать, как отогнать его с помощью термоленты, чтобы избежать короткого замыкания переходных отверстий на маленьком радиаторе или шасси.

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

Таким образом, в зависимости от вашего применения, вам МОЖЕТ потребоваться радиатор с непроводящим зажимом, чтобы обеспечить контактное давление, чтобы сжать, например, теплопроводящую ленту 3M для некоторых спецификаций на листе данных.

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