¿A qué puntos se debe prestar atención en el diseño de PCB DC-DC?

En comparación con LDO, el circuito DC-DC es mucho más complejo y ruidoso, y los requisitos de diseño y diseño son mayores. La calidad del diseño afecta directamente el rendimiento de DC-DC, por lo que es muy importante comprender el diseño de DC-DC.

1. Mal diseño
●EMI, pin DC-DC SW tendrá mayor dv/dt, dv/dt relativamente alto causará interferencia EMI relativamente grande;
●El ruido de tierra, la línea de tierra no es buena, producirá un ruido de conmutación relativamente grande en el cable de tierra y estos ruidos afectarán otras partes del circuito;
●La caída de tensión se genera en el cableado. Si el cableado es demasiado largo, se generará una caída de voltaje en el cableado y se reducirá la eficiencia de todo el DC-DC.

2. Principios generales
●Cambiar el circuito de corriente grande lo más corto posible;
●La tierra de la señal y la tierra de alta corriente (tierra de alimentación) se enrutan por separado y se conectan en un solo punto en el chip GND.

①Lazo de conmutación corto
El LOOP1 rojo en la figura siguiente es la dirección del flujo actual cuando la tubería del lado alto CC-CC está encendida y la tubería del lado bajo está apagada. LOOP2 verde es la dirección del flujo actual cuando el tubo del lado alto está cerrado y el tubo del lado bajo está abierto;

Para que los dos bucles sean lo más pequeños posible e introduzcan menos interferencias, se deben seguir los siguientes principios:

●Inductancia lo más cerca posible del pin SW;
●Capacitancia de entrada lo más cerca posible del pin VIN;
●La tierra de los condensadores de entrada y salida debe estar cerca del pin PGND.
●Utilice la forma de tender alambre de cobre;

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¿Por qué harías eso?

●Una línea demasiado fina y larga aumentará la impedancia, y una corriente grande producirá un voltaje de ondulación relativamente alto en esta impedancia grande;
●Un cable demasiado fino y demasiado largo aumentará la inductancia parásita y el ruido del interruptor de acoplamiento en la inductancia afectará la estabilidad de CC-CC y provocará problemas de EMI.
●La capacitancia y la impedancia parásitas aumentarán la pérdida de conmutación y la pérdida de encendido-apagado y afectarán la eficiencia de DC-DC.

②puesta a tierra de un solo punto
La conexión a tierra de un solo punto se refiere a la conexión a tierra de un solo punto entre la tierra de la señal y la tierra de alimentación. Habrá un ruido de conmutación relativamente grande en la conexión a tierra, por lo que es necesario evitar causar interferencias a señales pequeñas sensibles, como el pin de retroalimentación FB.

●Tierra de alta corriente: L, Cin, Cout, Cboot se conectan a la red de tierra de alta corriente;
●Tierra de baja corriente: Css, Rfb1, Rfb2 conectados por separado a la red de señal de tierra;

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El siguiente es el diseño de una placa de desarrollo de TI. El rojo es la ruta actual cuando se abre el tubo superior y el azul es la ruta actual cuando se abre el tubo inferior. El siguiente diseño tiene las siguientes ventajas:

●El GND de los condensadores de entrada y salida está conectado con cobre. A la hora de instalar piezas se debe juntar en la medida de lo posible el suelo de ambas.
●El camino actual de Dc-Dc-ton y Toff es muy corto;
●La pequeña señal a la derecha es conexión a tierra de un solo punto, que está lejos de la influencia del gran ruido del interruptor actual a la izquierda;

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3. Ejemplos

A continuación se muestra el diseño de un circuito BUCK CC-CC típico y en la ESPECIFICACIÓN se detallan los siguientes puntos:
●Los condensadores de entrada, los tubos MOS de alto nivel y los diodos forman bucles de conmutación que son lo más pequeños y cortos posible;
●Capacitancia de entrada lo más cerca posible del pin Vin Pin;
●Asegúrese de que todas las conexiones de retroalimentación sean cortas y directas, y que las resistencias de retroalimentación y los elementos de compensación estén lo más cerca posible del chip;
●SW alejado de señales sensibles como FB;
●Conecte VIN, SW y especialmente GND por separado a una gran área de cobre para enfriar el chip y mejorar el rendimiento térmico y la confiabilidad a largo plazo;

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4. Resumir

El diseño del circuito DC-DC es muy importante, lo que afecta directamente la estabilidad de trabajo y el rendimiento de DC-DC. Generalmente, las especificaciones del chip DC-DC brindarán una guía de diseño, a la que se puede hacer referencia para el diseño.