САПР_Работа5
.pdf
Яцук Андрей Николаевич
P-CAD
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
+ 
+ 
92293…
Copyright © 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 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 в папке с текущей лабораторной работой.
Всѐ 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.
1 |
3 |
2
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 еѐ 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 еѐ.
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
Длина корпуса |
Ширина корпуса |
||
10,54 мм |
|
4,69 мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ширина вывода |
Расстояние |
|
|
|
|
|
|
|
0,55 мм |
между |
|
|
|
Длина вывода |
||||
выводами |
|
|
|
0,93 мм |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
2,54 мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расстояние от края |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
корпуса до |
|
|
|
|
|
|
|
|
выводов |
|
|
|
|
|
|
|
|
2,92 мм |
Микросхема LM2940 будет устанавливаться на плату вертикально.
Посадочное место микросхемы будет представлять собой следующую структуру:
Посадочное место
11,43
5,08
2,54
Контактная
площадка
3
D 1,2
2
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. Впоследствии, 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
4 |
2 |
|
3