Na katere točke je treba biti pozoren pri oblikovanju PCB DC-DC?

V primerjavi z LDO je vezje DC-DC veliko bolj zapleteno in hrupno, zahteve glede postavitve in postavitve pa so višje. Kakovost postavitve neposredno vpliva na delovanje DC-DC, zato je zelo pomembno razumeti postavitev DC-DC

1. Slaba postavitev
●EMI, DC-DC SW pin bo imel višji dv/dt, relativno visok dv/dt bo povzročil relativno velike motnje EMI;
● Hrup ozemljitve, ozemljitvena linija ni dobra, bo povzročil relativno velik preklopni šum na ozemljitveni žici in ti zvoki bodo vplivali na druge dele vezja;
●Padec napetosti nastane na ožičenju. Če je ožičenje predolgo, bo padec napetosti nastal na ožičenju in učinkovitost celotnega DC-DC bo zmanjšana.

2. Splošna načela
●Velik tokovni tokokrog preklopite čim krajši;
● Ozemljitev signala in ozemljitev visokega toka (napajalna ozemljitev) sta speljani ločeno in povezani v eni točki na GND čipa

①Kratka preklopna zanka
Rdeča ZANKA1 na spodnji sliki je trenutna smer toka, ko je cev na visoki strani DC-DC vklopljena in cev na nizki strani izklopljena. Zelena ZANKA2 je trenutna smer toka, ko je cev na visoki strani zaprta in cev na nizki strani odprta;

Da bi bili obe zanki čim manjši in vnesli manj motenj, je treba upoštevati naslednja načela:

● Induktivnost čim bližje SW zatiču;
●Vhodna kapacitivnost čim bližje zatiču VIN;
● Ozemljitev vhodnega in izhodnega kondenzatorja mora biti blizu nožice PGND.
●Uporabite način polaganja bakrene žice;

wps_doc_0

Zakaj bi to naredil?

●Preveč tanka in predolga linija bo povečala impedanco, velik tok pa bo proizvedel razmeroma visoko valovito napetost v tej veliki impedanci;
●Preveč tanka in predolga žica bo povečala parazitsko induktivnost, hrup spojnega stikala na induktivnosti pa bo vplival na stabilnost DC-DC in povzročil težave z EMI.
● Parazitska kapacitivnost in impedanca bosta povečali preklopno izgubo in izgubo vklopa/izklopa ter vplivali na učinkovitost DC-DC

② enotočkovno ozemljitev
Enotočkovna ozemljitev se nanaša na enotočkovno ozemljitev med signalno in napajalno ozemljitvijo. Prišlo bo do razmeroma velikega preklopnega šuma na napajalnem ozemljitvi, zato se je treba izogibati povzročanju motenj občutljivim majhnim signalom, kot je povratni pin FB.

●Ozemljitev z visokim tokom: L, Cin, Cout, Cboot se povežejo z omrežjem z ozemljitvijo z visokim tokom;
● Ozemljitev nizkega toka: Css, Rfb1, Rfb2 ločeno povezani z omrežjem ozemljitve signala;

wps_doc_1

Sledi postavitev razvojne plošče TI. Rdeča je tokovna pot, ko je zgornja cev odprta, modra pa tokovna pot, ko je spodnja cev odprta. Naslednja postavitev ima naslednje prednosti:

● GND vhodnih in izhodnih kondenzatorjev je povezan z bakrom. Pri nameščanju kosov naj bo podlaga čim bolj skupaj.
● Trenutna pot Dc-Dc-ton in Toff je zelo kratka;
● Majhen signal na desni je enotočkovna ozemljitev, ki je daleč stran od vpliva hrupa velikega tokovnega stikala na levi;

wps_doc_2

3. Primeri

Postavitev tipičnega vezja DC-DC BUCK je podana spodaj, v SPEC pa so navedene naslednje točke:
●Vhodni kondenzatorji, cevi MOS z visokim robom in diode tvorijo preklopne zanke, ki so čim manjše in krajše;
●Vhodna kapacitivnost čim bližje zatiču Vin Pin;
● Zagotovite, da so vse povratne povezave kratke in neposredne ter da so povratni upori in kompenzacijski elementi čim bližje čipu;
●SW stran od občutljivih signalov, kot je FB;
● Ločeno povežite VIN, SW in še posebej GND na veliko bakreno območje, da ohladite čip ter izboljšate toplotno zmogljivost in dolgoročno zanesljivost;

wps_doc_3

wps_doc_4

4. Povzemite

postavitev vezja DC-DC je zelo pomembna, kar neposredno vpliva na delovno stabilnost in zmogljivost DC-DC. Na splošno bo SPEC čipa DC-DC dal smernice za postavitev, ki jih je mogoče uporabiti pri načrtovanju.