在DC/DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)篇“DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB板布局”中,曾對(duì)以下項(xiàng)目進(jìn)行了介紹。本文將匯總各項(xiàng)目的關(guān)鍵詞作為總結(jié)。
降壓型轉(zhuǎn)換器工作時(shí)的電流路徑
開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的振鈴
散熱孔的配置
電感的配置
輸出電容器的配置
反饋路徑的布線
接地
銅箔的電阻和電感
噪聲對(duì)策:拐角布線、傳導(dǎo)噪聲、輻射噪聲
噪聲對(duì)策:緩沖電路、自舉電阻、柵極電阻
首先,在“PCB布局的要點(diǎn)”中介紹了整體通用的要點(diǎn)。這些是最全面清晰的要點(diǎn)總結(jié),因此在這里也先列出這些要點(diǎn)。
PCB布局的要點(diǎn)(整體)
將輸入電容器和二極管在與IC引腳相同的面,盡可能地配置在IC最近處
必要時(shí)配置散熱孔
電感可使來(lái)自開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的輻射噪聲最小化,因此,雖然重要程度僅次于輸入電容器,也需要配置于IC的附近
銅箔圖形面積不要過(guò)大
輸出電容器配置于電感附近
反饋路徑的布線盡量遠(yuǎn)離電感和二極管等的噪聲源
拐角布線圓弧狀
降壓型轉(zhuǎn)換器工作時(shí)的電流路徑
關(guān)鍵要點(diǎn)
?進(jìn)行PCB板布局(設(shè)計(jì))時(shí),了解降壓型轉(zhuǎn)換器的電流路徑是非常重要的。
?開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的開(kāi)關(guān)動(dòng)作引發(fā)的電流急劇ON/OFF,如果不通過(guò)恰當(dāng)?shù)牟季謥?lái)處理,將對(duì)電路工作和其他產(chǎn)生不良影響。
開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)的振鈴
關(guān)鍵要點(diǎn)
?實(shí)際的印刷電路板中,存在電路圖中沒(méi)有的寄生電容和寄生電感。
?寄生成分可能引發(fā)振鈴等問(wèn)題。
?PCB板布局要記住這些要點(diǎn),爭(zhēng)取最佳布局。
輸入電容器和二極管的配置
關(guān)鍵要點(diǎn)
?最好最先從輸入電容器和二極管的配置開(kāi)始。
?將輸入電容器和二極管在與IC引腳相同的面,盡可能地配置在IC最近處是鐵則。
?寄生電感會(huì)導(dǎo)致噪聲,因此導(dǎo)通孔的使用需要充分探討。電流開(kāi)關(guān)的位置需要注意。
散熱孔的配置
關(guān)鍵要點(diǎn)
?散熱孔是利用貫通PCB板的通道(過(guò)孔)使熱量傳導(dǎo)到背面來(lái)散熱的手法。
?散熱孔要配置在發(fā)熱體的正下方或盡可能靠近發(fā)熱體。
電感的配置
關(guān)鍵要點(diǎn)
?電感要盡量配置在IC附近。
?銅箔面積不可過(guò)大。
?電感的正下方不可配置GND層。也要極力避免配置信號(hào)線。
?電感引腳的布線不要太近。
輸出電容器的配置
關(guān)鍵要點(diǎn)
?輸出電容器要盡量配置在電感附近。
?為減少高頻噪聲的傳導(dǎo),CIN的GND和CO的GND要離開(kāi)1~2cm配置。
反饋路徑的布線
關(guān)鍵要點(diǎn)
?輸出端的反饋信號(hào)線要遠(yuǎn)離開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)。如果引發(fā)噪聲將可能導(dǎo)致誤差或誤動(dòng)作。
?還有一種方法是經(jīng)由過(guò)孔在PCB板背面布線。
接地
關(guān)鍵要點(diǎn)
?AGND和PGND需要分離,原則上PGND不要分隔且配置在頂層。
?如果分隔PGND而通過(guò)過(guò)孔在背面連接,則受過(guò)孔電阻和電感的影響,損耗和噪聲將會(huì)增加。
?公共地、信號(hào)地和PGND的連接,要在開(kāi)關(guān)噪聲較少的輸出電容器附近的PGND進(jìn)行。
銅箔的電阻和電感
關(guān)鍵要點(diǎn)
?了解PCB板的基本結(jié)構(gòu)。
?銅箔的電阻表現(xiàn)為電壓降,具有溫度依賴性。
?要注意銅箔的電感在某些情況下會(huì)引發(fā)高電壓。
?要降低電感值,縮短布線是有效方法
噪聲對(duì)策:拐角布線、傳導(dǎo)、輻射
關(guān)鍵要點(diǎn)
?拐角布線要設(shè)計(jì)為圓弧狀,以減少布線阻抗的變化并抑制噪聲。
?噪聲引腳電壓(傳導(dǎo)發(fā)射,Conducted Emission)的對(duì)策是根據(jù)噪聲頻率來(lái)選用磁珠或π型濾波器。
?噪聲電場(chǎng)強(qiáng)度(輻射噪聲)的對(duì)策是優(yōu)化輸入電容器配置和調(diào)整開(kāi)關(guān)波形的陡峭程度。
噪聲對(duì)策:緩沖電路、自舉電阻、柵極電阻
關(guān)鍵要點(diǎn)
?緩沖電路可減少開(kāi)關(guān)的振鈴,但效果和損耗之間存在權(quán)衡( Trade-off)關(guān)系。
?自舉電路增加電阻可減少上升時(shí)的噪聲,但MOSFET的開(kāi)關(guān)損耗會(huì)增加。
?在柵極插入電阻可降低上升和下降時(shí)的噪聲,但MOSFET的損耗會(huì)增加。另外,如果是MOSFET內(nèi)置型的IC則無(wú)法插入電阻。
至此,“DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB板布局”介紹完畢。
審核編輯黃宇
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