В схеме питания DCDC компоновка печатной платы очень важна для реализации функции схемы и хороших различных показателей. В этой статье в качестве примера рассматривается схема понижения, чтобы кратко проанализировать, как сделать разумную компоновку печатной платы и меры предосторожности при проектировании.
Если взять в качестве примера простейшую топологию схемы понижения, то на следующем рисунке показано направление тока при включении и выключении верхней трубки, то есть часть контура питания. Эта часть схемы отвечает за подачу питания на пользовательскую нагрузку и несет большую мощность.
В сочетании с формами тока Q1 и Q2 на рисунке ниже нетрудно обнаружить, что из-за наличия индуктивности не будет более высокой тенденции изменения тока во второй половине цепи, и только в части двух трубок переключателя будет высокая скорость преобразования тока. Особое внимание следует уделить разводке печатной платы, чтобы максимально минимизировать площадь этой быстро меняющейся связи для уменьшения помех с другими частями. С развитием технологии интеграции большинство микросхем питания в настоящее время интегрируют верхнюю и нижнюю трубки в микросхему.
Контур питания также должен занимать как можно меньшую площадь контура, чтобы уменьшить шумовое излучение и паразитные параметры в контуре. Рекомендуемая компоновка печатной платы показана на рисунке выше. Следует отметить следующее:
① Входной конденсатор размещается рядом с входом микросхемы Vin и заземлением питания PGND, чтобы уменьшить наличие паразитной индуктивности. Поскольку входной ток прерывистый, шум, вызванный паразитной индуктивностью, оказывает неблагоприятное воздействие на выдерживаемое напряжение микросхемы и логическое устройство.
Рядом с выводом VIN имеется по крайней мере один развязывающий конденсатор для фильтрации переменного шума от входа питания и шума питания изнутри микросхемы (обратный поток), а также для хранения энергии для микросхемы. Конденсатор должен располагаться близко к выводу, а расстояние между ними должно быть менее 40 мил.
② Силовой контур должен быть максимально коротким и толстым, сохраняя небольшую площадь контура для снижения уровня шума.
③ Точка SW является источником шума. При обеспечении тока сохраняйте площадь как можно меньше и держитесь подальше от чувствительных и восприимчивых мест.
④ Площадь меди и количество переходных отверстий будут влиять на токопроводящую способность печатной платы и рассеивание тепла. Поскольку токопроводящая способность печатной платы связана с материалом платы печатной платы, толщиной платы, шириной и толщиной провода и повышением температуры, она относительно сложна и может быть точно найдена и рассчитана с помощью стандарта IPC-2152.
Вообще говоря, больше переходных отверстий необходимо на VIN (не менее 6 переходных отверстий) и PGND (не менее 9 переходных отверстий), и медь в этих двух местах должна быть максимально увеличена для снижения паразитного импеданса. Медь на SW также должна быть расширена, чтобы избежать ограничения тока и ненормальной работы.
Для связанных конструкций, пожалуйста, обратитесь к следующей простой таблице:
| Рекомендации по проектированию | Вес (%) | Оценка | Самооценка | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| Размещение компонентов: сохраняйте интервал 40 мил. Размещайте на том же слое, что и чип. Входные конденсаторы следует размещать близко к чипу. Развязывающие конденсаторы необходимо размещать на расстоянии 6 мил (минимально допустимое расстояние между компонентами) рядом с выводами VIN и питания PGND, желательно не более 20 мил. | 15 | Для модулей питания этот пункт можно игнорировать. | ||
| Размещение индуктора для модуля питания: размещать близко к выводу SW. Размещать на том же слое, что и чип. | 15 | Для модулей питания этот пункт можно игнорировать. | ||
| Размещение выходного конденсатора: оба конца следует размещать близко к выводу Vout индуктора и питания PGND. Размещать на том же слое, что и чип. | 15 | |||
| Размещение свободного диода: необходимо размещать близко к SW индуктора и питанию PGND. Размещать на том же слое, что и чип. | 5 | Для чипов, использующих синхронное питание, этот пункт можно игнорировать. | ||
| Размещение конденсатора VCC: следует размещать близко к выводу VCC чипа. Поместите на тот же слой, что и чип. | 3 | |||
| Размещение резистора FB: необходимо разместить близко к выводу FB, с максимально короткими дорожками. Поместите на тот же слой, что и чип. Сохранитевдали от источников шума. | 3 | |||
| Размещение BST RC: необходимо разместить рядом с выводами SW и BST. Размещать на том же слое, что и чип. | 3 | |||
| Размещение COMP RC: разместить рядом с соответствующим выводом. | 3 | Если такого вывода нет, этот пункт можно проигнорировать. | ||
| Высокомощная сетевая медная заливка — VIN медная заливка | 3 | |||
| Высокомощная сетевая медная заливка — SW медная заливка: чем короче, тем лучше при условии достаточной токовой нагрузки. | 4 | |||
| Высокомощная сетевая медная заливка — Vout медная заливка | 3 | |||
| Высокомощная сетевая медная заливка — GND медная заливка | 4 | Общую медную заливку удобнее выполнять в конце. | ||
| Отверстия VIA — количество переходных отверстий сети GND: (lin + lout)/200мА | 4 | |||
| Отверстия VIA — Количество переходных отверстий сети VIN: lin/200 мА | 3 | |||
| Отверстия VIA — Количество переходных отверстий сети Vout: lin/200 мА | 3 | |||
| Отверстия VIA — Не размещайте переходные отверстия на выводах чипа или контактных площадках компонентов. | 1 | |||
| Другие маломощные сигналы — резистор EN: Постарайтесь разместить как можно ближе к чипу; можно разместить на разных слоях. | 1 | |||
| Другие маломощные сигналы — SS RC: Постарайтесь разместить как можно ближе к выводам чипа. | 1 | |||
| Другие маломощные сигналы — PG | 1 | |||
| Другие маломощные сигналы — Другие (CS, режим и т. д.) | 1 | См. соответствующий лист спецификаций. | ||
| Дорожки — Как дорожки, так и медные заливки должны использовать углы 45° или скругленные. | 2 | |||
| Следы — Нет следов под индуктором. | 1 | |||
| Следы — Сигналы выборки: Маршрутизация параллельно. | 1 | Если такой функции нет, этот пункт можно проигнорировать. |
