Σε σύγκριση με το LDO, το κύκλωμα του DC-DC είναι πολύ πιο περίπλοκο και θορυβώδες και οι απαιτήσεις διάταξης και διάταξης είναι υψηλότερες. Η ποιότητα της διάταξης επηρεάζει άμεσα την απόδοση του DC-DC, επομένως είναι πολύ σημαντικό να κατανοήσουμε τη διάταξη του DC-DC
1. Κακή διάταξη
●Ο ακροδέκτης EMI, DC-DC SW θα έχει υψηλότερο dv/dt, το σχετικά υψηλό dv/dt θα προκαλέσει σχετικά μεγάλες παρεμβολές EMI.
●Θόρυβος γείωσης, η γραμμή γείωσης δεν είναι καλή, θα παράγει σχετικά μεγάλο θόρυβο μεταγωγής στο καλώδιο γείωσης και αυτοί οι θόρυβοι θα επηρεάσουν άλλα μέρη του κυκλώματος.
●Η πτώση τάσης δημιουργείται στην καλωδίωση. Εάν η καλωδίωση είναι πολύ μεγάλη, η πτώση τάσης θα δημιουργηθεί στην καλωδίωση και η απόδοση ολόκληρου του DC-DC θα μειωθεί.
2. Γενικές αρχές
●Διακόπτετε το μεγάλο κύκλωμα ρεύματος όσο το δυνατόν πιο σύντομο.
●Η γείωση σήματος και η γείωση υψηλού ρεύματος (γείωση ισχύος) δρομολογούνται χωριστά και συνδέονται σε ένα μόνο σημείο στο τσιπ GND
① Σύντομος βρόχος μεταγωγής
Το κόκκινο LOOP1 στο παρακάτω σχήμα είναι η τρέχουσα κατεύθυνση ροής όταν ο σωλήνας υψηλής πλευράς DC-DC είναι ενεργοποιημένος και ο σωλήνας χαμηλής πλευράς είναι απενεργοποιημένος. Το πράσινο LOOP2 είναι η τρέχουσα κατεύθυνση ροής όταν ο ψηλός πλευρικός σωλήνας είναι κλειστός και ο χαμηλός πλευρικός σωλήνας είναι ανοιχτός.
Για να γίνουν οι δύο βρόχοι όσο το δυνατόν μικρότεροι και να εισαχθούν λιγότερες παρεμβολές, πρέπει να τηρούνται οι ακόλουθες αρχές:
●Επαγωγή όσο το δυνατόν πιο κοντά στον ακροδέκτη SW.
●Χωρητικότητα εισόδου όσο το δυνατόν πιο κοντά στον ακροδέκτη VIN.
●Η γείωση των πυκνωτών εισόδου και εξόδου πρέπει να είναι κοντά στον ακροδέκτη PGND.
●Χρησιμοποιήστε τον τρόπο τοποθέτησης χάλκινου σύρματος.
Γιατί θα το έκανες αυτό;
●Πολύ λεπτή και πολύ μεγάλη γραμμή θα αυξήσει την αντίσταση και ένα μεγάλο ρεύμα θα παράγει μια σχετικά υψηλή τάση κυματισμού σε αυτή τη μεγάλη σύνθετη αντίσταση.
●Πολύ λεπτό και πολύ μακρύ καλώδιο θα αυξήσει την παρασιτική επαγωγή και ο θόρυβος του διακόπτη ζεύξης στην επαγωγή θα επηρεάσει τη σταθερότητα του DC-DC και θα προκαλέσει προβλήματα EMI.
●Η παρασιτική χωρητικότητα και η σύνθετη αντίσταση θα αυξήσουν την απώλεια ενεργοποίησης και απενεργοποίησης και θα επηρεάσουν την απόδοση του DC-DC
② γείωση ενός σημείου
Η γείωση ενός σημείου αναφέρεται στη γείωση ενός σημείου μεταξύ γείωσης σήματος και γείωσης ισχύος. Θα υπάρχει σχετικά μεγάλος θόρυβος μεταγωγής στη γείωση ισχύος, επομένως είναι απαραίτητο να αποφευχθεί η πρόκληση παρεμβολών σε ευαίσθητα μικρά σήματα, όπως η ακίδα ανάδρασης FB.
●Γείωση υψηλού ρεύματος: L, Cin, Cout, Cboot συνδέονται στο δίκτυο γείωσης υψηλού ρεύματος.
●Γείωση χαμηλού ρεύματος: Css, Rfb1, Rfb2 ξεχωριστά συνδεδεμένα στο δίκτυο γείωσης σήματος.
Ακολουθεί η διάταξη ενός πίνακα ανάπτυξης του TI. Το κόκκινο είναι η τρέχουσα διαδρομή όταν ανοίγει ο επάνω σωλήνας και το μπλε είναι η τρέχουσα διαδρομή όταν ανοίγει ο κάτω σωλήνας. Η ακόλουθη διάταξη έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:
●Το GND των πυκνωτών εισόδου και εξόδου συνδέεται με χαλκό. Κατά την τοποθέτηση τεμαχίων, το έδαφος των δύο θα πρέπει να συναρμολογείται όσο το δυνατόν περισσότερο.
●Η τρέχουσα διαδρομή του Dc-Dc-ton και του Toff είναι πολύ σύντομη.
●Το μικρό σήμα στα δεξιά είναι γείωση ενός σημείου, το οποίο απέχει πολύ από την επίδραση του μεγάλου θορύβου του διακόπτη ρεύματος στα αριστερά.
3. Παραδείγματα
Η διάταξη ενός τυπικού κυκλώματος DC-DC BUCK δίνεται παρακάτω και τα ακόλουθα σημεία δίνονται στο SPEC:
●Οι πυκνωτές εισόδου, οι σωλήνες MOS υψηλής ακμής και οι δίοδοι σχηματίζουν βρόχους μεταγωγής που είναι όσο το δυνατόν μικρότεροι και κοντοί.
●Χωρητικότητα εισόδου όσο το δυνατόν πιο κοντά στην καρφίτσα Vin Pin.
●Βεβαιωθείτε ότι όλες οι συνδέσεις ανάδρασης είναι σύντομες και άμεσες και ότι οι αντιστάσεις ανάδρασης και τα αντισταθμιστικά στοιχεία είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στο τσιπ.
●SW μακριά από ευαίσθητα σήματα όπως FB.
●Συνδέστε τα VIN, SW και ειδικά το GND χωριστά σε μια μεγάλη χάλκινη περιοχή για να ψύξετε το τσιπ και να βελτιώσετε τη θερμική απόδοση και τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία.
4. Συνοψίστε
Η διάταξη του κυκλώματος DC-DC είναι πολύ σημαντική, η οποία επηρεάζει άμεσα τη σταθερότητα εργασίας και την απόδοση του DC-DC. Γενικά, η SPEC του τσιπ DC-DC θα δώσει καθοδήγηση διάταξης, η οποία μπορεί να αναφερθεί για σχεδιασμό.