Hvilke punkter skal man være opmærksom på i DC-DC PCB design?

Sammenlignet med LDO er DC-DC-kredsløbet meget mere komplekst og støjende, og layout- og layoutkravene er højere. Kvaliteten af ​​layoutet påvirker direkte ydeevnen af ​​DC-DC, så det er meget vigtigt at forstå layoutet af DC-DC

1. Dårligt layout
●EMI, DC-DC SW pin vil have højere dv/dt, relativt høj dv/dt vil forårsage relativt stor EMI interferens;
● Jordstøj, jordledningen er ikke god, vil producere relativt stor koblingsstøj på jordledningen, og disse støj vil påvirke andre dele af kredsløbet;
●Spændingsfaldet genereres på ledningerne. Hvis ledningerne er for lange, vil spændingsfaldet blive genereret på ledningerne, og effektiviteten af ​​hele DC-DC vil blive reduceret.

2. Generelle principper
●Skift stort strømkredsløb så kort som muligt;
●Signaljorden og højstrømsjorden (strømjord) er dirigeret separat og forbundet i et enkelt punkt ved chippen GND

①Kort skiftesløjfe
Den røde LOOP1 i figuren nedenfor er den aktuelle strømningsretning, når DC-DC højsiderøret er tændt, og lavsiderøret er slukket. Grøn LOOP2 er den aktuelle strømningsretning, når det høje siderør er lukket og det lave siderør er åbnet;

For at gøre de to sløjfer så små som muligt og indføre mindre interferens, skal følgende principper følges:

●Induktans så tæt på SW-stiften som muligt;
●Input kapacitans så tæt på VIN pin som muligt;
● Jorden på input- og outputkondensatorerne skal være tæt på PGND-stiften.
●Brug måden at lægge kobbertråd på;

wps_doc_0

Hvorfor ville du gøre det?

●For fin og for lang linje vil øge impedansen, og en stor strøm vil producere en relativt høj bølgespænding i denne store impedans;
● For fin og for lang ledning vil øge den parasitære induktans, og koblingskontaktstøjen på induktansen vil påvirke stabiliteten af ​​DC-DC og forårsage EMI-problemer.
● Den parasitære kapacitans og impedans vil øge switching tab og on-off tab og påvirke effektiviteten af ​​DC-DC

②enkeltpunktsjording
Enkeltpunktsjording refererer til enkeltpunktsjording mellem signaljord og strømjord. Der vil være relativt stor koblingsstøj på strømjord, så det er nødvendigt at undgå at forårsage interferens til følsomme små signaler, såsom FB feedback pin.

●Højstrømsjord: L, Cin, Cout, Cboot forbinder til netværket af højstrømsjord;
●Lavstrømsjord: Css, Rfb1, Rfb2 separat forbundet til signaljordnetværket;

wps_doc_1

Det følgende er layoutet af en udviklingstavle for TI. Rød er strømvejen, når det øverste rør åbnes, og blå er strømvejen, når det nederste rør åbnes. Følgende layout har følgende fordele:

● Indgangs- og udgangskondensatorernes GND er forbundet med kobber. Ved montering af stykker skal jorden af ​​de to sættes sammen så vidt muligt.
●Den aktuelle vej for Dc-Dc-ton og Toff er meget kort;
●Det lille signal til højre er enkeltpunktsjording, som er langt væk fra påvirkningen af ​​den store strømafbryderstøj til venstre;

wps_doc_2

3. Eksempler

Layoutet af et typisk DC-DC BUCK-kredsløb er givet nedenfor, og følgende punkter er givet i SPEC:
●Indgangskondensatorer, højkants MOS-rør og dioder danner koblingssløjfer, der er så små og korte som muligt;
●Input kapacitans så tæt som muligt på Vin Pin pin;
●Sørg for, at alle feedbackforbindelser er korte og direkte, og at feedbackmodstande og kompenserende elementer er så tæt på chippen som muligt;
●SW væk fra følsomme signaler såsom FB;
● Tilslut VIN, SW og især GND separat til et stort kobberområde for at afkøle chippen og forbedre termisk ydeevne og langsigtet pålidelighed;

wps_doc_3

wps_doc_4

4. Opsummer

layout af DC-DC kredsløb er meget vigtigt, hvilket direkte påvirker arbejdsstabiliteten og ydeevnen af ​​DC-DC. Generelt vil SPEC for DC-DC-chip give layoutvejledning, som kan henvises til for design.