Millistele punktidele tuleks DC-DC PCB projekteerimisel tähelepanu pöörata?

Võrreldes LDO-ga on DC-DC vooluahel palju keerulisem ja mürarikkam ning paigutuse ja paigutuse nõuded on kõrgemad. Paigutuse kvaliteet mõjutab otseselt DC-DC jõudlust, seega on väga oluline mõista DC-DC paigutust

1. Halb paigutus
●EMI, DC-DC SW kontaktil on suurem dv/dt, suhteliselt kõrge dv/dt põhjustab suhteliselt suuri EMI häireid;
● Maandusmüra, maandusliin ei ole hea, tekitab maandusjuhtmele suhteliselt suurt lülitusmüra ja need mürad mõjutavad vooluringi teisi osi;
● Pingelangus tekib juhtmestikul. Kui juhtmestik on liiga pikk, tekib juhtmestikus pingelangus ja kogu alalis-alalisvoolu efektiivsus väheneb.

2. Üldpõhimõtted
●Lülita suur vooluahel võimalikult lühikeseks;
●Signaali maandus ja kõrge voolu maandus (toitemaandus) suunatakse eraldi ja ühendatakse kiibi GND ühes punktis.

①Lühike lülitusahel
Punane LOOP1 alloleval joonisel on voolu voolu suund, kui DC-DC ülemise külje toru on sisse lülitatud ja madala külje toru on välja lülitatud. Roheline LOOP2 on voolu voolu suund, kui kõrge külje toru on suletud ja alumine toru on avatud;

Selleks, et muuta kaks silmust võimalikult väikeseks ja tekitada vähem häireid, tuleb järgida järgmisi põhimõtteid:

●Induktiivsus võimalikult lähedal SW kontaktile;
●Sisendmahtuvus võimalikult lähedal VIN-viigule;
●Sisend- ja väljundkondensaatorite maandus peaks olema PGND kontakti lähedal.
●Kasutage vasktraadi paigaldamise viisi;

wps_doc_0

Miks sa seda teeksid?

● Liiga peen ja liiga pikk liin suurendab impedantsi ja suur vool tekitab selle suure takistuse korral suhteliselt kõrge pulsatsioonipinge;
● Liiga peen ja liiga pikk juhe suurendab parasiit-induktiivsust ning ühenduslüliti müra induktiivsusel mõjutab alalis-alalisvoolu stabiilsust ja põhjustab elektromagnetilise häire probleeme.
● Parasiitmahtuvus ja impedants suurendavad lülitus- ja sisse-välja kadu ning mõjutavad alalis-alalisvoolu efektiivsust.

②ühepunktiline maandus
Ühepunktiline maandus viitab ühepunktilisele maandusele signaali maanduse ja toitemaanduse vahel. Toitemaandusel on suhteliselt suur lülitusmüra, seega tuleb vältida häirete tekitamist tundlikele väikestele signaalidele, nagu FB tagasiside viik.

● Kõrge vooluga maandus: L, Cin, Cout, Cboot ühendage kõrge vooluga maandusvõrguga;
●Nõrkvool maandus: Css, Rfb1, Rfb2 eraldi ühendatud signaali maandusvõrku;

wps_doc_1

Järgmine on TI arendusnõukogu paigutus. Punane on voolu tee, kui ülemine toru avatakse, ja sinine on voolu tee, kui alumine toru avatakse. Järgmisel paigutusel on järgmised eelised:

●Sisend- ja väljundkondensaatorite GND on ühendatud vasega. Osade paigaldamisel tuleks nende kahe maapind võimalikult palju kokku panna.
●Dc-Dc-ton ja Toff voolutee on väga lühike;
● Paremal olev väike signaal on ühepunktiline maandus, mis on vasakpoolse suure voolu lüliti müra mõjust kaugel;

wps_doc_2

3. Näited

Tüüpilise DC-DC BUCK vooluahela paigutus on toodud allpool ja SPEC-is on toodud järgmised punktid:
●Sisendkondensaatorid, kõrge servaga MOS-torud ja dioodid moodustavad võimalikult väikesed ja lühikesed lülitusahelad;
●Sisendmahtuvus võimalikult lähedal Vin Pin viigule;
● Veenduge, et kõik tagasisideühendused oleksid lühikesed ja otsesed ning tagasisidetakistid ja kompenseerivad elemendid oleksid kiibile võimalikult lähedal;
●SW eemale tundlikest signaalidest nagu FB;
●Ühendage VIN, SW ja eriti GND eraldi suure vase alaga, et jahutada kiipi ning parandada soojuslikku jõudlust ja pikaajalist töökindlust;

wps_doc_3

wps_doc_4

4. Tee kokkuvõte

DC-DC vooluahela paigutus on väga oluline, mis mõjutab otseselt alalisvoolu töö stabiilsust ja jõudlust. Üldiselt annab DC-DC kiibi SPEC paigutusjuhiseid, millele saab disainimisel viidata.