Akým bodom by ste mali venovať pozornosť pri návrhu PCB DC-DC?

V porovnaní s LDO je obvod DC-DC oveľa zložitejší a hlučnejší a požiadavky na usporiadanie a usporiadanie sú vyššie. Kvalita rozloženia priamo ovplyvňuje výkon DC-DC, takže je veľmi dôležité pochopiť rozloženie DC-DC

1. Zlé rozloženie
●EMI, DC-DC SW pin bude mať vyšší dv/dt, relatívne vysoký dv/dt spôsobí relatívne veľké EMI;
●Hluk uzemnenia, uzemňovacia linka nie je dobrá, bude produkovať pomerne veľký spínací šum na uzemňovacom vodiči a tieto zvuky ovplyvnia ostatné časti obvodu;
●Pokles napätia vzniká na vedení. Ak je vedenie príliš dlhé, na vedení sa vytvorí pokles napätia a účinnosť celého DC-DC sa zníži.

2. Všeobecné zásady
●Prepnite veľký prúdový okruh čo najkratšie;
●Uzemnenie signálu a uzemnenie vysokého prúdu (napájacie uzemnenie) sú vedené oddelene a spojené v jednom bode na GND čipu

①Krátka spínacia slučka
Červená LOOP1 na obrázku nižšie je aktuálny smer toku, keď je DC-DC potrubie na vysokej strane zapnuté a potrubie na nízkom prúde je vypnuté. Zelená LOOP2 je aktuálny smer toku, keď je potrubie na vysokej strane zatvorené a potrubie na nízkej strane je otvorené;

Aby boli dve slučky čo najmenšie a menej rušivé, je potrebné dodržiavať nasledujúce zásady:

●Indukčnosť čo najbližšie k SW kolíku;
●Vstupná kapacita čo najbližšie k pinu VIN;
●Uzemnenie vstupných a výstupných kondenzátorov by malo byť blízko kolíku PGND.
●Použite spôsob kladenia medeného drôtu;

wps_doc_0

Prečo by ste to robili?

●Príliš jemné a príliš dlhé vedenie zvýši impedanciu a veľký prúd vytvorí relatívne vysoké zvlnenie napätia v tejto veľkej impedancii;
●Príliš jemný a príliš dlhý vodič zvýši parazitnú indukčnosť a šum spojovacieho spínača na indukčnosti ovplyvní stabilitu DC-DC a spôsobí problémy s EMI.
●Parazitná kapacita a impedancia zvýšia spínacie straty a straty pri zapnutí a vypnutí a ovplyvnia účinnosť DC-DC

②jednobodové uzemnenie
Jednobodové uzemnenie sa vzťahuje na jednobodové uzemnenie medzi uzemnením signálu a uzemnením napájania. Na výkonovej zemi bude pomerne veľký spínací šum, takže je potrebné vyhnúť sa rušeniu citlivých malých signálov, ako je spätný pin FB.

●Uzemnenie vysokého prúdu: L, Cin, Cout, Cboot sa pripájajú k sieti so zemou vysokého prúdu;
●Nízkoprúdové uzemnenie: Css, Rfb1, Rfb2 oddelene pripojené k sieti signálneho uzemnenia;

wps_doc_1

Nasleduje rozloženie vývojovej dosky TI. Červená je aktuálna dráha pri otvorení hornej trubice a modrá je aktuálna dráha pri otvorení spodnej trubice. Nasledujúce rozloženie má nasledujúce výhody:

● GND vstupných a výstupných kondenzátorov je spojené s meďou. Pri inštalácii dielov by mala byť zem týchto dvoch čo najviac spojená.
●Aktuálna dráha Dc-Dc-ton a Toff je veľmi krátka;
●Malý signál vpravo je jednobodové uzemnenie, ktoré je ďaleko od vplyvu hluku veľkého prúdového spínača vľavo;

wps_doc_2

3. Príklady

Rozloženie typického obvodu DC-DC BUCK je uvedené nižšie a v SPEC sú uvedené nasledujúce body:
●Vstupné kondenzátory, špičkové MOS elektrónky a diódy tvoria spínacie slučky, ktoré sú čo najmenšie a najkratšie;
●Vstupná kapacita čo najbližšie k kolíku Vin Pin;
●Uistite sa, že všetky spätnoväzbové spojenia sú krátke a priame a že spätnoväzbové odpory a kompenzačné prvky sú čo najbližšie k čipu;
●SW preč od citlivých signálov, ako je FB;
●Pripojte VIN, SW a najmä GND oddelene k veľkej medenej oblasti, aby ste ochladili čip a zlepšili tepelný výkon a dlhodobú spoľahlivosť;

wps_doc_3

wps_doc_4

4. Zhrňte

usporiadanie obvodu DC-DC je veľmi dôležité, čo priamo ovplyvňuje pracovnú stabilitu a výkon DC-DC. Všeobecne platí, že SPEC čipu DC-DC poskytne návod na usporiadanie, ktorý možno použiť pri návrhu.