PCB Tecnico - Sintesi della progettazione dell'alimentatore switching DC-DC nella progettazione PCB

Al giorno d'oggi, ci sono molti tipi di alimentatori, ma gli alimentatori switching sono comunemente utilizzati. L'esperienza Layout pertinente è per il riferimento del tuo EE. In primo luogo, prendiamo un tipico diagramma di applicazione del classico prodotto hot-selling MP1470 di MPS, che può facilmente convertire 12V a 3.3V/2A:

Il layout di DC-DC è molto importante e influenzerà direttamente la stabilità e gli effetti EMI dei prodotti PCB. L'esperienza/le regole sono riassunte come segue:

1. Gestire correttamente il ciclo di feedback. La linea di feedback non dovrebbe andare sotto lo Schottky, non andare sotto l'induttore (L1), non andare sotto il grande condensatore, e non essere circondata da un grande loop di corrente. Se necessario, aggiungere un condensatore 100pF alla resistenza di campionamento. Stabilità (ma transitoria sarà influenzata un po ');

2. La linea di feedback è piuttosto sottile che spessa, perché più ampia è la linea, più evidente è l'effetto antenna, che influisce sulla stabilità del ciclo. Generalmente usi la linea 6-12mils;

3. tutti i condensatori sono il più vicino possibile al IC;

4. l'induttanza è selezionata in base alla capacità di 120-130% delle specifiche nella specifica e non dovrebbe essere troppo grande, in quanto influenzerà l'efficienza e transitoria;

5. La capacità è selezionata secondo il 150% della capacità della specifica. Se si utilizzano condensatori ceramici SMD, se si utilizza 22uF, è meglio utilizzare due 10uF in parallelo. Se non è sensibile al costo, il condensatore può essere più grande. Nota speciale: Se utilizzate condensatori elettrolitici in alluminio per i condensatori di uscita, ricordatevi di utilizzare quelli ad alta frequenza e bassa resistenza, e non mettete semplicemente un condensatore filtro a bassa frequenza!

6. Ridurre al minimo l'area circostante del grande circuito di corrente il più possibile. Se non è conveniente restringersi, utilizzare rame per diventare uno spazio stretto.

7. Non utilizzare pad di resistenza termica sui circuiti critici, introdurranno caratteristiche di induttanza in eccesso.

8. Quando si utilizza il piano di terra, cercare di mantenere l'integrità del terreno sotto il circuito di commutazione in ingresso. Qualsiasi taglio dello strato di terra in quest'area ridurrà l'efficacia dello strato di terra e anche il segnale vias attraverso lo strato di terra aumenterà la sua impedenza.

9. Il foro via può essere utilizzato per collegare il condensatore di disaccoppiamento e la terra IC al piano di terra, che può ridurre al minimo il ciclo. Ma dovrebbe essere tenuto a mente che l'induttanza dei vias è di circa 0,1 ~ 0,5nH, che varierà secondo lo spessore e la lunghezza dei vias e possono aumentare l'induttanza totale del ciclo. Per i collegamenti a bassa impedenza, si devono usare più vias. Nell'esempio precedente, le vie aggiuntive al piano di terra non contribuiranno a ridurre la lunghezza del ciclo C IN. Ma in un altro esempio, dal momento che il percorso sullo strato superiore è molto lungo, è molto efficace ridurre l'area del ciclo attraverso vias.

10. Va notato che l'utilizzo del piano di terra come percorso per il ritorno corrente introdurrà un sacco di rumore nel piano di terra. Per questo motivo, il piano di terra locale può essere separato e collegato al terreno principale attraverso un punto a bassissimo rumore.

11. Quando lo strato del filo di terra è molto vicino al ciclo di radiazione, il suo effetto schermante sul ciclo sarà efficacemente rafforzato. Pertanto, quando si progetta un PCB multistrato, uno strato di terra completo può essere posizionato sul secondo strato in modo che sia direttamente sotto lo strato superiore che trasporta una grande corrente.

12. Induttori non schermati genereranno una grande quantità di perdite magnetiche, che entreranno in altri cicli e componenti del filtro. Nelle applicazioni sensibili al rumore, devono essere utilizzati induttori semi-schermati o completamente schermati e circuiti e loop sensibili devono essere tenuti lontani dagli induttori.

Risolvere i problemi EMI può essere una questione molto complicata, soprattutto quando si affronta un sistema completo senza sapere dove si trova la sorgente di radiazione. Con le conoscenze di base sui segnali ad alta frequenza e sui loop di corrente nei convertitori switching, oltre a una comprensione delle prestazioni dei componenti e dei layout PCB in condizioni ad alta frequenza, combinato con l'uso di alcuni semplici strumenti autoprodotti, È possibile trovare la sorgente di radiazioni e soluzioni a basso costo per ridurre le radiazioni, in modo da risolvere facilmente il problema EMI.