¿Por qué el PCB es tan grande en este SMPS?

En una publicación sobre la disipación de calor en un regulador lineal, una respuesta proporcionó estos pequeños y agradables smps equivalentes a un pin. Fue una gran respuesta, y probablemente ordenaré algunas.

Sin embargo, me pregunto, ¿por qué hay tanto espacio vacío? No parece necesitar capas adicionales, excepto tal vez un suelo, y parece que podría ser mucho más compacto.

¿Hay algo sucediendo que no es obvio por su apariencia?

editar : para ser claros, no era el OP para la publicación vinculada. Solo tomándolo prestado para esta pregunta de seguimiento.

Todo ese cobre en la parte posterior (la más a la izquierda de sus tres imágenes) está actuando como un disipador de calor para la conmutación de IC.

Si lee las hojas de datos para este tipo de IC, a menudo especificarán un área determinada de cobre para conectarse al pin de tierra (o posiblemente el voltaje de entrada) para proporcionar una disipación de calor adecuada.

Como pareces ser nuevo en los conmutadores, te daré algunos datos. Primero, no diseñe uno a menos que sepa lo que está haciendo. No es magia negra, pero es fácil hacer un generador de ruido RF de banda ancha si comete un error. Vamos a DigiKey en su lugar, haga clic en clic ...

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En Stock: 6.573

Whoa! Sí, son bastante populares. La compra de un conmutador listo para usar ahorra tiempo de diseño, además puede estar razonablemente seguro de que funcionará. Hay salidas fijas o ajustables (solo agregue las resistencias de retroalimentación).

Por ejemplo: ¡ este hace lo que quieres y es barato!

¿Quieres unos 3.3V de tus 5V? Mira este .

Es bastante alta tecnología, tienes 2 tapas, la cosa negra es el chip convertidor, y como está hecho mi Murata, todo se encuentra en una ferrita multicapa que actúa como inductor, PCB y base de montaje. Todo el asunto ocupa 3.5 mm x 3.5 mm.

Ahora, parece estar impresionado por LM2596, veamos esto:

• Tiene unos 20 años. Cambia a una frecuencia que hoy se consideraría bastante baja (150 kHz), por lo tanto, requerirá valores de inductancia y condensadores más altos, por lo que el tamaño de la solución completa será voluminoso.
• También utiliza un interruptor bipolar NPN en lugar de un NMOS más moderno, por lo que será menos eficiente y el voltaje de entrada tendrá que ser unos pocos voltios más alto que el voltaje de salida.
• No es síncrono (el interruptor inferior es un diodo y no otro NMOS), por lo que la eficiencia a bajos voltajes de salida, cuando el diodo conduce una parte significativa de todo el período, será menor que con un diseño síncrono. Además ... debe agregar un diodo de alimentación a su placa, enfriarlo, etc.

Compare el tamaño de la solución (para aproximadamente la misma corriente) entre LM2596 y chips más modernos. ¡Una frecuencia más alta realmente reduce esos inductores y tapas!

Ahora, por favor no creas que digo que LM2596 es una mierda. Es un diseño antiguo, pero probado, robusto y funciona. Todavía venden toneladas de ellos. Pero no lo use en dispositivos portátiles / alimentados por batería donde sea agradable tener un poco más de eficiencia.

Además, si compra módulos de cheapo como ese en fleabay, divida todas las especificaciones por 2 o 3. Puede apostar que esas tapas electrolíticas en el módulo de la derecha no serán 105 ° C, larga vida, baja ESR, de alta calidad, sino la basura más barata que podrían conseguir.

Ahora, el EzSBC que publicaste. Bueno, no compraría ese. Primero, el diseño es malo. Mire las vías terrestres de las gorras. O más bien, las vías que deberían estar allí, pero no están allí. Puede esperar ruido de HF adicional en la salida, en comparación con un buen diseño. Esto me hace pensar que el diseñador no está realmente familiarizado con los conmutadores, es como un trabajo secundario o algo así.

Además, es 2 veces más caro que el que publiqué, que proviene de una compañía de buena reputación que se puede suponer que sabe lo que están haciendo. Echa un vistazo a tipos como Murata Power Solutions , o los módulos de Traco Power en Farnell / Mouser, etc.

Básicamente, verifique los "convertidores CC-CC montados en placa" en su distribuidor en línea favorito ...

especificaciones:

• Reemplazo directo de LM7805 de 3 terminales o regulador de voltaje lineal equivalente.
• Corriente de salida 1A garantizada
• Amplio rango de voltaje de entrada de hasta 4.5V a 17V
• Alta eficiencia, superior al 70% para cargas superiores a 1 mA, eficiencia máxima alcanzada del 90% a una corriente de carga de 300 mA.
• Apagado térmico y protección de límite de corriente

Por lo tanto, si usa solo 300 mA a 5 V de salida o 1.5 W, solo debe disipar una pérdida del 10% o 150 mW. Pero si se usa 1A o 5W y la especificación está en algún lugar entre 70% y 90%, ¿las pérdidas podrían ser de 20% + / -? o 1W +/-? entonces debe considerar cómo disiparlo con una cinta térmica para evitar acortar las vías a un disipador o chasis pequeño.

¡Pero considere el regulador lineal 7805 con una caída de voltaje de entrada de 7V de 12V a 5V, a 1A la carga es de 5W pero la pérdida del regulador es de 7W! , así que esto es mucho más eficiente.

Por lo tanto, dependiendo de su aplicación, PUEDE necesitar un disipador térmico con un clip no conductor para asegurar la presión de contacto para exprimir, por ejemplo, una cinta termoconductora de 3M para algunas especificaciones en la hoja de datos.

pero, de nuevo, son baratos, por lo que si 1W funciona a 90'C = Tjcn para esta área de cobre, (suposición basada en la experiencia) puede quemarte el dedo y no durar tanto, pero ¿dije que eran baratos?