Diseño electrónico - Pasos de diseño y configuración de PCB del convertidor Antihipertensivo

La configuración de PCB es particularmente importante si la fuente de alimentación del interruptor (smps) quiere equilibrar el rendimiento y la estabilidad, pero a menudo se ignora. Si la configuración es incorrecta, causará varios problemas, como una mala regulación del voltaje de salida y un interruptor anormal, e incluso un fallo del equipo. Debido a que el diseño de PCB se ajusta a menudo durante el mantenimiento, tales problemas deben evitarse en la medida de lo posible. Sin embargo, si puedes tomarte el tiempo para pensar en el proceso de configuración antes de ordenar el pcb, estas deficiencias se pueden superar fácilmente. Este artículo presenta cinco pasos simples para ayudarle a preparar rápidamente el prototipo de producción la próxima vez que diseñe la configuración de diseño de PCB del convertidor antihipertensivo.

Al diseñar servidores, tabletas y terminales electrónicas, si desea minimizar el riesgo, es mejor copiar directamente los ejemplos de configuración de diseño de PCB en el módulo de evaluación o manual de producto, pero hay muchas razones para generar resistencia. Este artículo detalla el pcb. los cinco pasos de la configuración de diseño se aplican a cualquier convertidor antihipertensivo con interruptor incorporado tps62xxx. El MOSFET interno y el circuito de compensación de bucle incorporado pueden reducir la dificultad y el tiempo necesarios para el diseño y configuración de pcb, simplificando así en gran medida el diseño y configuración de PCB en el dispositivo.

Paso 1: configurar y conectar el capacitor de entrada

Para que el convertidor antihipertensivo funcione de manera estable, el capacitor de entrada es el componente individual más importante. Por lo tanto, el orden de disposición debe ser solo superado por el chip, y los condensadores y chips deben conectarse de inmediato para evitar obstáculos en la ruta, ya que el cambio de la fuente de alimentación v = l * di / DT y los terminales de los condensadores de entrada a tierra genera inductores parasitarios adicionales, Y una Sobretensión entre los terminales pvin y pgnd del chip puede causar una falla en el chip.

Paso 2: configurar y conectar el inductor y el amortiguador del nodo SW

También es muy importante la configuración y conexión (si es necesario) de los inductores y los amortiguadores de los nodos sw. A veces se necesita un circuito amortiguador en la placa de circuito. Al ralentizar el tiempo de subida y bajada de los nodos sw, se reduce la interferencia electromagnética de smps, pero también se aumenta la pérdida del interruptor y se reduce la eficiencia. El tiempo de subida y bajada del voltaje del nodo de la fuente de alimentación del interruptor desde el voltaje de entrada hasta el suelo es muy corto, y también es la principal fuente de interferencia electromagnética de la fuente de alimentación del interruptor. Las fuentes de alimentación modernas de conmutación suelen contener tecnologías para reducir la interferencia electromagnética. Por ejemplo, en este momento, se establece un amortiguador de resistencia / capacitor (rc) en la configuración de diseño de pcb. Establecer la conexión más corta entre los pines SW y pgnd y minimizar la inducción parasitaria

Paso 3: configurar y conectar el capacitor de salida y el pin vos

Los condensadores de salida son los últimos que conectan los componentes de Potencia (mosfet interno, condensadores de entrada, condensadores de salida, inductores y amortiguadores opcionales). Este es el último componente del sistema conectado al terminal de puesta a tierra de la fuente de alimentación para acortar la distancia entre el inductor y la puesta a tierra de la fuente de alimentación, y la salida, si el capacitor no está bien configurado, suele provocar una mala regulación del voltaje de salida.

El PIN de entrada vos es la conexión de señal pequeña más importante. Si no se maneja adecuadamente o el ruido es demasiado alto, puede causar una mala regulación del voltaje de salida, un salto del interruptor o incluso un fallo en el chip. Después de la disposición del cableado, los pines vos son muy importantes. Para otras rutas de señal, el pin vos debe ser corto y conectado directamente al condensadores de salida. Debido a que el tps62130a tiene un pin, se pueden usar dos orificios y un rastreo especial para conectar el pin vos y el capacitor de salida, por lo que es mejor que otros Pines en el circuito. Componentes de alimentación.

Paso 4: configurar y conectar componentes de señal pequeña

Los componentes analógicos y digitales pueden llamarse pequeños componentes de señal, siempre que no estén directamente relacionados con la conversión de energía, como el divisor de pin fb, el capacitor de arranque suave y todos los condensadores de desacoplamiento de valor pequeño (como 0,1 micras f). los componentes y sus nodos generan ruido en comparación con los componentes de energía. Los pequeños componentes de señal analógicos son muy sensibles al ruido. Deje que el punto de configuración de cada componente se acerque al chip y use un camino directo y corto para reducir la sensibilidad al ruido.

El tamaño del nodo FB debe reducirse en la medida de lo posible para reducir la captación de ruido y proporcionar un buen ajuste de tensión de salida; Utilice una simulación ordinaria o una puesta a tierra tranquila y coloque todos los componentes en el mismo lado del PCB para reducir la dificultad de conexión. Si el componente de señal pequeña no se establece correctamente, los problemas comunes incluyen una mala regulación del voltaje de salida, inestabilidad en el arranque suave y problemas de funcionamiento del equipo.

Paso 5: puesta a tierra de un solo punto y conectarla al resto del sistema

El diseño de la puesta a tierra debe referirse a las recomendaciones del Manual del producto. Esto significa proporcionar tierra a los componentes de Potencia ruidosos, mientras que también proporcionar tierra a los pequeños componentes de señal más tranquilos. Si se siguen las recomendaciones y pasos anteriores, se han completado las configuraciones pertinentes. A continuación, los dos puntos de tierra se cruzarán en el mismo punto, generalmente en el disipador de calor debajo del chip, que también debe estar conectado a tierra.

Una vez finalizado el diseño del suelo, el circuito debe estar conectado a otras partes del sistema, como a través del agujero, ya que el voltaje de entrada, el voltaje de salida y el suelo suelen estar conectados al plano de la capa interna de pcb, y luego a cada circuito, el agujero comienza en el suelo. al principio, es mejor colocarlo directamente debajo del chip, Entonces, el disipador de calor puede transmitir calor a la capa de PCB para lograr el mejor rendimiento térmico del chip.

Los agujeros a través generalmente se encuentran en los terminales de tierra de los condensadores de entrada y salida. Por lo general, no se recomienda colocar agujeros en el plano de tierra del sistema del componente de tierra tranquila, ya que esto puede causar ruido en el plano de tierra en la red. Es mejor conectar estos puntos de tierra directamente de nuevo a la agnd. el pin se utiliza como un único punto de conexión para la almohadilla caliente.

Precauciones especiales

Recuerde leer el Manual del dispositivo para conocer la configuración recomendada específica y los ejemplos. Para la mayoría de las configuraciones de dispositivos, la descripción y los ejemplos son suficientes. En una configuración como la encapsulación a nivel de chip (wcsp) del tps62360, a veces puede haber configuraciones confusas. en muchos convertidores reductores de presión wcsp, los pines de chip colocan los pines SW entre los pines vin y pgnd. Si se sigue el primer paso, el capacitor de entrada bloqueará la conexión SW a menos que el pin SW pase por debajo del capacitor de entrada. Pies, algunos diseñadores rechazan este método,

Porque el rastro debe ser muy delgado para conectarse entre los terminales de los componentes pequeños, como los condensadores de entrada.

Si no se puede establecer el rastro, se puede utilizar un agujero para conectar el pin SW y el inductor. Aunque este tipo de agujeros y conexiones más largas causan interferencias electromagnéticas adicionales, debido a que los inductores parasitarios están conectados en serie con otros inductores, el aumento de los inductores por estos agujeros tiene poco impacto. En comparación con la posición ideal para mover el condensadores de entrada, se recomienda usar agujeros en este camino.

Conclusiones

Al diseñar el diseño y configuración de PCB de la fuente de alimentación del interruptor, consulte los ejemplos y recomendaciones en el Manual del equipo y el módulo de evaluación. Si no se puede copiar completamente o no hay base de referencia, puede usar cinco pasos simples para hacer un convertidor antihipertensivo de alta calidad:

1. configurar y conectar el condensadores de entrada;

2. configurar y conectar el inductor y el amortiguador del nodo sw;

3. configurar y conectar el capacitor de salida y el pin vos;

4. configurar y conectar pequeños componentes de señal;

5. realizar una puesta a tierra de un solo punto y conectarla al resto del sistema.

Si sigue los pasos anteriores, proporcionará un buen diseño y un excelente rendimiento para sistemas que utilizan convertidores antihipertensivos, como servidores, tabletas y terminales electrónicas.