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A quali punti dovrebbe essere prestata attenzione nella progettazione PCB del DC-DC della fabbrica di PCB?
Il circuito di IaDC-DC è molto più complicato di LDO e il rumore è più alto. I produttori di PCB hanno requisiti più elevati in materia di layout e layout. La qualità del layout influisce direttamente sulle prestazioni di DC-DC, quindi è molto importante comprendere il layout di DC-DC.
1. Bad layout
EMI, DC-DC SW pin avrà più alto dv/dt, più alto dv/dt causerà maggiore interferenza EMI;
Rumore di terra, cablaggio di terra povero, produrrà rumore di commutazione relativamente grande sul filo di terra e questi rumori influenzeranno altre parti del circuito;
La fabbrica di PCB produce caduta di tensione sul cablaggio e se il cablaggio è troppo lungo, causerà una caduta di tensione sul cablaggio e ridurrà l'efficienza dell'intera DC-DC;
2. Principi generali
Il ciclo ad alta corrente dell'interruttore dovrebbe essere il più breve possibile;
Segnale terra e terra ad alta corrente (potenza terra) sono instradati separatamente e collegati in un unico punto al chip GND;
1. Il circuito di commutazione è corto. Il LOOP1 rosso nella figura sottostante indica che il tubo laterale alto DC-DC è acceso e la direzione del flusso corrente quando il tubo laterale basso è spento; LOOP2 verde è la direzione di flusso corrente quando il tubo laterale alto è chiuso e il tubo laterale basso è acceso; Il ciclo deve essere il più piccolo possibile per introdurre meno interferenze e devono essere seguiti i seguenti principi:
L'induttanza è il più vicino possibile al perno SW;
Il condensatore di ingresso dovrebbe essere il più vicino possibile al perno VIN;
Il terreno dei condensatori di ingresso e di uscita dovrebbe essere il più vicino possibile al pin PGND;
Utilizzare il metodo di posa in rame per il cablaggio;
Perche' vuoi farlo?
Se la traccia è troppo sottile o troppo lunga, l'impedenza sarà aumentata e una grande corrente genererà una tensione di ripple relativamente alta su questa grande impedenza;
Tracce troppo sottili e lunghe aumenteranno l'induttanza parassitaria, che accoppiano il rumore di commutazione, influenzano la stabilità DC-DC e causano problemi EMI; la capacità parassitaria e l'impedenza aumenteranno la perdita di commutazione e la perdita di conduzione e influenzeranno l'efficienza DC-DC;
La messa a terra di un punto singolo si riferisce alla messa a terra di un punto singolo del segnale di terra e di potenza di terra. Ci sarà rumore di commutazione relativamente grande sul terreno di alimentazione, quindi è necessario evitare interferenze a piccoli segnali sensibili, come i pin di feedback FB.
Terra ad alta corrente: L, Cin, Cout, Cboot sono collegati alla rete di terra ad alta corrente;
Bassa corrente di terra: Css, Rfb1, Rfb2 sono collegati separatamente alla rete di terra del segnale;
La figura seguente è il layout di una scheda di sviluppo TI. Il rosso è il percorso corrente quando il tubo superiore è acceso e il blu è il percorso corrente quando il tubo inferiore è acceso. Il seguente layout presenta i seguenti vantaggi migliori:
Il GND dei condensatori in ingresso e in uscita è collegato al rame. Quando si posizionano le parti, mettere i motivi dei due insieme il più possibile;
I percorsi attuali a DC-DC Ton e Toff sono molto brevi;
Il piccolo segnale a destra è messo a terra in un singolo punto e la distanza è relativamente lunga per evitare l'influenza del grande rumore di commutazione della corrente a sinistra;
Il layout DC-DC PCB di una scheda di sviluppo TI
3. Esempi
La fabbrica PCB fornisce il layout di un tipico circuito DC-DC BUCK, e i seguenti punti sono forniti in SPEC:
Il ciclo di commutazione formato dal condensatore di ingresso, dal tubo MOS laterale alto e dal diodo a ruota libera dovrebbe essere il più piccolo e corto possibile;
Il condensatore di ingresso dovrebbe essere il più vicino possibile a Vin Pin;
Assicurarsi che tutte le connessioni di feedback siano brevi e dirette e che la resistenza di feedback e i componenti di compensazione siano il più vicino possibile al chip;
Tenere SW lontano dai segnali sensibili, come FB;
Collegare VIN, SW, in particolare GND ad una grande area di rame per raffreddare il chip e migliorare le prestazioni termiche e l'affidabilità a lungo termine;
Guida tipica del layout del circuito DC-DC BUCK
4. Sintesi
Il layout del circuito DC-DC è molto importante e influenza direttamente la stabilità e le prestazioni del DC-DC. Generalmente, lo SPEC del chip DC-DC fornirà una guida di layout, a cui si può fare riferimento per la progettazione PCB.
