Mihin kohtiin tulisi kiinnittää huomiota DC-DC piirilevyjen suunnittelussa?

Verrattuna LDO:han DC-DC-piiri on paljon monimutkaisempi ja meluisempi, ja asettelun ja asettelun vaatimukset ovat korkeammat. Asettelun laatu vaikuttaa suoraan DC-DC:n suorituskykyyn, joten on erittäin tärkeää ymmärtää DC-DC:n asettelu.

1. Huono asettelu
●EMI, DC-DC SW-nastalla on korkeampi dv/dt, suhteellisen korkea dv/dt aiheuttaa suhteellisen suuria EMI-häiriöitä;
●Maakohina, maadoitusjohto ei ole hyvä, tuottaa suhteellisen suurta kytkentäkohinaa maadoitusjohtimeen, ja nämä äänet vaikuttavat piirin muihin osiin.
●Jännitehäviö syntyy johdotuksessa. Jos johdotus on liian pitkä, jännitehäviö syntyy johdotukseen ja koko DC-DC:n hyötysuhde heikkenee.

2. Yleiset periaatteet
●Kytke suuri virtapiiri mahdollisimman lyhyeksi;
●Signaalimaa ja suurvirtamaa (tehomaa) on reititetty erikseen ja kytketty yhteen pisteeseen sirun GND:ssä.

①Lyhyt kytkentäsilmukka
Punainen LOOP1 alla olevassa kuvassa on virran virtaussuunta, kun DC-DC yläpuolen putki on päällä ja alapuolen putki on pois päältä. Vihreä LOOP2 on virran virtaussuunta, kun yläpuolen putki suljetaan ja alapuolen putki avataan;

Seuraavia periaatteita on noudatettava, jotta kahdesta silmukasta tulisi mahdollisimman pieni ja ne aiheuttavat vähemmän häiriöitä:

●Induktanssi mahdollisimman lähellä SW-nastaa;
●Työkapasitanssi mahdollisimman lähellä VIN-nastaa;
●Tulo- ja lähtökondensaattorien maan tulee olla lähellä PGND-nastaa.
●Käytä tapaa jossa kuparilanka;

wps_doc_0

Miksi tekisit niin?

●Liian hieno ja liian pitkä linja lisää impedanssia, ja suuri virta tuottaa suhteellisen korkean aaltoilujännitteen tässä suuressa impedanssissa;
●Liian hieno ja liian pitkä johto lisää loisinduktanssia, ja induktanssin kytkentäkytkimen kohina vaikuttaa DC-DC:n vakauteen ja aiheuttaa EMI-ongelmia.
●Loiskapasitanssi ja impedanssi lisäävät kytkentähäviöitä ja päälle-pois-häviöitä ja vaikuttavat DC-DC:n tehokkuuteen.

②yhden pisteen maadoitus
Yhden pisteen maadoitus tarkoittaa yhden pisteen maadoitusta signaalimaan ja tehomaan välillä. Tehomaassa on suhteellisen suurta kytkentäkohinaa, joten on vältettävä aiheuttamasta häiriöitä herkille pienille signaaleille, kuten FB-palautenastalle.

●Suurivirtamaa: L, Cin, Cout, Cboot liitä suurvirtamaaverkkoon;
●Matalavirtamaa: Css, Rfb1, Rfb2 kytketty erikseen signaalimaaverkkoon;

wps_doc_1

Seuraava on TI:n kehityspaneelin asettelu. Punainen on virran reitti, kun ylempi putki avataan, ja sininen on virran reitti, kun alempi putki avataan. Seuraavalla asettelulla on seuraavat edut:

● Tulo- ja lähtökondensaattorien maadoitus on kytketty kuparilla. Kun asennat kappaleita, näiden kahden maaperä tulee koota niin pitkälle kuin mahdollista.
●Dc-Dc-ton ja Toff virtapolku on hyvin lyhyt;
●Pieni signaali oikealla on yksipistemaadoitus, joka on kaukana vasemman virran suuren kytkimen kohinan vaikutuksesta;

wps_doc_2

3. Esimerkkejä

Tyypillisen DC-DC BUCK -piirin asettelu on annettu alla, ja seuraavat kohdat on annettu SPEC:ssä:
●Tulokondensaattorit, korkeareunaiset MOS-putket ja diodit muodostavat mahdollisimman pieniä ja lyhyitä kytkentäsilmukoita.
●Tulon kapasitanssi mahdollisimman lähellä Vin Pin -nastaa;
●Varmista, että kaikki takaisinkytkentäkytkennät ovat lyhyitä ja suoria ja että takaisinkytkentävastukset ja kompensointielementit ovat mahdollisimman lähellä sirua;
●SW pois herkistä signaaleista, kuten FB;
●Liitä VIN, SW ja erityisesti GND erikseen suureen kuparialueeseen jäähdyttääksesi sirun ja parantaaksesi lämpötehokkuutta ja pitkäaikaista luotettavuutta.

wps_doc_3

wps_doc_4

4. Tee yhteenveto

DC-DC-piirin asettelu on erittäin tärkeä, mikä vaikuttaa suoraan DC-DC:n toimintavakauteen ja suorituskykyyn. Yleensä DC-DC-sirun SPEC antaa layout-ohjeet, joihin voidaan viitata suunnittelussa.