Работа5

А.Н. Яцук

P -CA D

ЛАБОРАТОРН АЯ РАБОТ А №5

C opyright © 2012 A.Yatsuk

All Right Reserved

Посвящается Стиву Джобсу (1955-2011)

Я скольжу туда, где шайба будет, а не туда, где она сейчас находится.

Уэйн Грецки.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5.

Разработка стабилизатора напряжения на интегральной микросхеме.

Цель: создать схему и плату стабилизатора напряжения на микросхеме LM2940. Отчет: на бумаге. 1 лист А4. Схема и печатная плата. + Тест на компьютере.

5.1 Краткие теоретические сведения

Микросхема LM2940 является линейным стабилизатором напряжения и позволяет получать постоянное выходное напряжение 5В (1A) при входном напряжении от 7В до 26В. Недостаток – низкий КПД.

Описание микросхемы LM2940 доступно по ссылке http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2940- n.pdf, а также находится в папке с текущей лабораторной работой.

Всё на английском.

Из приведенного описания нас интересует схема включения и информация о корпусе микросхемы. УГО на схеме выполнены по иностранным стандартам. Впоследствии они будут модифицированы.

На схеме:

Vin – вход схемы (входное напряжение от 7В до 26В); Vout – выходное (5В).

*Текст под схемой сообщает инженеру о том, что конденсатор С1 необходим, если стабилизатор расположен далеко от источника питания.

**Конденсатор Cout (на нашей схеме он будет обозначаться С2) должен быть емкостью не менее 22мкФ. Емкость может быть увеличена без ограничений для стабилизации напряжения при переходных процессах в питаемой схеме. Он (конденсатор С2) должен быть расположен как можно ближе к микросхеме LM2940. Также при выборе необходимо учитывать температурный диапазон работы конденсатора и его параметр ESR (эквивалентное последовательное сопротивление. См. http://ru.wikipedia.org/wiki/Электрический_конденсатор).

Микросхема изготавливается в корпусе типа TO-220. Первый вывод (Input) – вход микросхемы;

Второй вывод (GND) – общий вывод; Третий вывод (Output) – выход микросхемы.

Изометрический вид:

5.2 Алгоритм работы

5.2.1 Создание условного графического обозначения (УГО) микросхемы LM2940

1)Загружаем P-CAD Symbol Editor.

2)Настройки Options/Configure (ставим mm).

3)Белая сетка (клавишей +).

4)Размер сетки 2,5. Толщина линии 0,2.

5)УГО стабилизатора напряжения по ГОСТ выглядит так:

6)Ставим выводы (кнопка Place Pin). Длина выводов 5 мм.

Убираем галочки Increment Pin Name и Increment Pin Des.

Первый вывод:

Второй вывод. Устанавливается под углом 90 градусов (вращаем клавишей R):

Третий вывод (вращаем клавишей F на 180 градусов):

Получаем:

7)Убираем видимость названия вывода (выделяем три вывода, жмем правую кнопку мыши и выбираем Properties. В появившемся меню убираем галочку Pin Name в области Display).

8)Поворачиваем цифру 2 и переносим её на другую сторону вывода. Для этого:

–ставим сетку 0,5мм,

–нажимаем Shift на клавиатуре,

–жмем на цифру 2 левой кнопкой мыши,

–отпускаем Shift,

–жмем R чтобы перевернуть двойку на 90 градусов,

–и перетаскиваем её.

9) В сетке 2,5 рисуем УГО – квадрат 10х10мм

10)Ставим точку привязки Ref Point.

11)Ставим атрибут {RefDes}.

12) С помощью инструмента Place Text вписываем обозначение «*STU» в поле УГО.

13) Сохраняем компонент под именем STU в библиотеку.

5.2.2 Создание корпуса микросхемы LM2940

Алгоритм:

1) Изучаем корпус типа TO-220 микросхемы LM2940

Микросхема LM2940 будет устанавливаться на плату вертикально.

Посадочное место микросхемы будет представлять собой следующую структуру:

Диаметр под вывод рассчитан исходя из того, что профиль вывода – это прямоугольник со сторонами 0,93х0,55 мм. Следовательно, диаметр вывода должен быть больше диагонали этого прямоугольника. Диагональ составляет 1,08 мм. Диаметр вывода берется с запасом на металлизацию (Dвыв = 1,2 мм).

Контур корпуса компонента заведомо делаем длиннее и шире. Так мы внесем дополнительный зазор при расстановке компонентов на печатной плате.

2)Запускаем Pattern Editor.

3)Options/Configure/ ставим mm

4)Создаем монтажное отверстие:

5)Белая сетка. Шаг сетки 2,54.

6)Ставим три монтажных отверстия в узлы сетки (кнопка Place Pad). Устанавливаем точку привязки Ref Proint (кнопка Place Ref Point).

7)Устанавливаем сетку 0,635 мм (она кратна 2,54).

8)Выбираем слой TOP SILK и рисуем в нем контур 11,43х5,08 мм.

9)Добавляем к рисунку атрибут {Ref Des} (кнопка Place Attribute).

10)Сохраняем посадочное место разъема в библиотеку под именем TO220.

Получаем:

Посадочное место стабилизатора напряжения LM2940 готово.

В корпус ТО-220 изготавливаются также транзисторы, диоды и др. компоненты. Созданный в данной работе TO-220, может быть неоднократно использован при разработке других компонентов.

5.2.3 Создание компонента LM2940

1)Запускаем P-CAD Library Executive

2)Меню Component/New

3)Выбираем библиотеку mylib.lib.

4)Кнопка Select Pattern – выбираем посадочное место TO220.

5)Заполняем поля Number Of Gates = 1, RefDes Prefix = DA

1

5

3