Jakým bodům je třeba věnovat pozornost při návrhu DC-DC PCB?

Ve srovnání s LDO je obvod DC-DC mnohem složitější a hlučnější a požadavky na uspořádání a uspořádání jsou vyšší. Kvalita rozložení přímo ovlivňuje výkon DC-DC, takže je velmi důležité porozumět rozložení DC-DC

1. Špatné rozložení
●EMI, DC-DC SW pin bude mít vyšší dv/dt, relativně vysoký dv/dt způsobí relativně velké EMI;
●Zemní šum, zemnící vedení není dobré, bude produkovat relativně velký spínací šum na uzemňovacím vodiči a tyto zvuky ovlivní ostatní části obvodu;
●Pokles napětí vzniká na vedení. Pokud je kabeláž příliš dlouhá, na kabeláži se vytvoří úbytek napětí a sníží se účinnost celého DC-DC.

2. Obecné zásady
●Přepněte velký proudový obvod co nejkratší;
●Uzemnění signálu a silnoproudé uzemnění (napájecí zem) jsou vedeny odděleně a připojeny v jednom bodě na GND čipu

①Krátká spínací smyčka
Červená LOOP1 na obrázku níže je směr proudění, když je DC-DC vysokotlaké potrubí zapnuté a nízkotlaké potrubí je vypnuté. Zelená LOOP2 je aktuální směr toku, když je potrubí vysoké strany uzavřeno a potrubí nízké strany je otevřeno;

Aby byly obě smyčky co nejmenší a zavedly méně rušení, je třeba dodržovat následující zásady:

●Indukčnost co nejblíže k SW pinu;
●Vstupní kapacita co nejblíže pinu VIN;
●Uzemnění vstupních a výstupních kondenzátorů by mělo být blízko kolíku PGND.
●Použijte způsob kladení měděného drátu;

wps_doc_0

Proč bys to dělal?

●Příliš jemné a příliš dlouhé vedení zvýší impedanci a velký proud vytvoří relativně vysoké zvlnění napětí v této velké impedanci;
●Příliš jemný a příliš dlouhý vodič zvýší parazitní indukčnost a šum spojovacího spínače na indukčnosti ovlivní stabilitu DC-DC a způsobí problémy s EMI.
●Parazitní kapacita a impedance zvýší spínací ztráty a ztráty při zapnutí a vypnutí a ovlivní účinnost DC-DC

②jednobodové uzemnění
Jednobodové uzemnění označuje jednobodové uzemnění mezi signálovou a výkonovou zemí. Na napájecím uzemnění bude relativně velký spínací šum, takže je nutné zabránit rušení citlivých malých signálů, jako je zpětnovazební pin FB.

●Uzemnění vysokého proudu: L, Cin, Cout, Cboot se připojují k síti s vysokoproudým uzemněním;
●Nízkoproudé uzemnění: Css, Rfb1, Rfb2 samostatně připojené k síti signálního uzemnění;

wps_doc_1

Následuje rozvržení vývojové desky TI. Červená je aktuální dráha při otevření horní trubky a modrá je dráha proudu při otevření spodní trubky. Následující rozložení má následující výhody:

●GND vstupních a výstupních kondenzátorů je spojeno s mědí. Při instalaci kusů by měla být zem obou částí co nejvíce spojena.
●Aktuální dráha Dc-Dc-ton a Toff je velmi krátká;
●Malý signál vpravo je jednobodové uzemnění, které je daleko od vlivu velkého šumu proudového spínače vlevo;

wps_doc_2

3. Příklady

Uspořádání typického obvodu DC-DC BUCK je uvedeno níže a ve SPEC jsou uvedeny následující body:
●Vstupní kondenzátory, vysoce výkonné MOS elektronky a diody tvoří spínací smyčky, které jsou co nejmenší a nejkratší;
●Vstupní kapacita co nejblíže pinu Vin;
●Ujistěte se, že všechna zpětnovazební spojení jsou krátká a přímá a že zpětnovazební odpory a kompenzační prvky jsou co nejblíže čipu;
●SW daleko od citlivých signálů, jako je FB;
●Připojte VIN, SW a zejména GND odděleně k velké měděné oblasti, abyste ochladili čip a zlepšili tepelný výkon a dlouhodobou spolehlivost;

wps_doc_3

wps_doc_4

4. Shrňte

uspořádání DC-DC obvodu je velmi důležité, což přímo ovlivňuje pracovní stabilitu a výkon DC-DC. Obecně platí, že SPEC čipu DC-DC poskytne vodítko pro uspořádání, na které lze odkazovat při návrhu.