Į kokius dalykus reikėtų atkreipti dėmesį kuriant DC-DC PCB?

Palyginti su LDO, DC-DC grandinė yra daug sudėtingesnė ir triukšmingesnė, o išdėstymo ir išdėstymo reikalavimai yra aukštesni. Išdėstymo kokybė tiesiogiai veikia DC-DC veikimą, todėl labai svarbu suprasti DC-DC išdėstymą

1. Blogas išdėstymas
●EMI, DC-DC SW kontaktas turės didesnį dv/dt, santykinai didelis dv/dt sukels santykinai didelius EMI trikdžius;
●Žemės triukšmas, įžeminimo linija nėra gera, sukels santykinai didelį įžeminimo laido perjungimo triukšmą, o šie triukšmai paveiks kitas grandinės dalis;
●Įtampos kritimas susidaro ant laidų. Jei laidai yra per ilgi, laiduose nukris įtampa ir sumažės viso nuolatinės srovės-DC efektyvumas.

2. Bendrieji principai
●Kuo trumpiau perjunkite didelės srovės grandinę;
●Signalo įžeminimas ir didelės srovės įžeminimas (galios įžeminimas) yra nukreipiami atskirai ir prijungiami viename taške prie lusto GND

①Trumpa perjungimo kilpa
Raudona LOOP1 žemiau esančiame paveikslėlyje yra srovės srauto kryptis, kai DC-DC viršutinės pusės vamzdis yra įjungtas, o apatinis vamzdis išjungtas. Green LOOP2 yra srovės srauto kryptis, kai viršutinis vamzdis uždarytas, o apatinis vamzdis atidarytas;

Norint, kad dvi kilpos būtų kuo mažesnės ir būtų mažiau trukdžių, reikia laikytis šių principų:

●Induktyvumas kuo arčiau SW kaiščio;
●Įvesties talpa kuo arčiau VIN kaiščio;
●Įvesties ir išvesties kondensatorių įžeminimas turi būti arti PGND kaiščio.
●Naudokite varinės vielos klojimo būdą;

wps_doc_0

Kodėl taip darytum?

●Per plona ir per ilga linija padidins varžą, o didelė srovė sukels santykinai didelę pulsavimo įtampą šioje didelėje varžoje;
●Per plonas ir per ilgas laidas padidins parazitinį induktyvumą, o induktyvumo movos jungiklio triukšmas turės įtakos nuolatinės srovės-DC stabilumui ir sukels EMI problemų.
● Parazitinė talpa ir varža padidins perjungimo ir įjungimo bei išjungimo nuostolius ir turės įtakos nuolatinės srovės-DC efektyvumui.

②vieno taško įžeminimas
Vieno taško įžeminimas reiškia vieno taško įžeminimą tarp signalo įžeminimo ir maitinimo įžeminimo. Maitinimo žemėje bus gana didelis perjungimo triukšmas, todėl reikia vengti trikdžių jautriems mažiems signalams, pvz., FB grįžtamojo ryšio kaiščiui.

●Aukštos srovės įžeminimas: L, Cin, Cout, Cboot prijungiamas prie stiprios srovės įžeminimo tinklo;
●Mažos srovės įžeminimas: Css, Rfb1, Rfb2 atskirai prijungtas prie signalo įžeminimo tinklo;

wps_doc_1

Toliau pateikiamas TI kūrimo lentos išdėstymas. Raudona yra srovės kelias, kai atidaromas viršutinis vamzdis, o mėlyna yra srovės kelias, kai atidaromas apatinis vamzdis. Šis išdėstymas turi šiuos privalumus:

●Įvesties ir išėjimo kondensatorių GND sujungtas variu. Montuojant dalis, jų pagrindą reikia kuo labiau sujungti.
●Dc-Dc-ton ir Toff srovės kelias yra labai trumpas;
●Smulkus signalas dešinėje yra vieno taško įžeminimas, kuris yra toli nuo didelio srovės jungiklio kairiojo triukšmo įtakos;

wps_doc_2

3. Pavyzdžiai

Žemiau pateikiamas tipinės DC-DC BUCK grandinės išdėstymas, o SPEC pateikiami šie punktai:
●Įvesties kondensatoriai, aukštos briaunos MOS lempos ir diodai sudaro kuo mažesnes ir trumpesnes perjungimo kilpas;
●Įvesties talpa kuo arčiau Vin Pin kaiščio;
●Užtikrinkite, kad visos grįžtamojo ryšio jungtys būtų trumpos ir tiesioginės, o grįžtamojo ryšio rezistoriai ir kompensavimo elementai būtų kuo arčiau lusto;
●SW toliau nuo jautrių signalų, tokių kaip FB;
●Prijunkite VIN, SW ir ypač GND atskirai prie didelio vario ploto, kad atvėsintumėte lustą ir pagerintumėte šilumines savybes bei ilgalaikį patikimumą;

wps_doc_3

wps_doc_4

4. Apibendrinkite

DC-DC grandinės išdėstymas yra labai svarbus, o tai tiesiogiai veikia DC-DC darbo stabilumą ir veikimą. Paprastai DC-DC lusto SPEC pateiks išdėstymo nurodymus, kuriuos galima remtis projektuojant.