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If switched mode power supplies (SMPSs) want to balance performance and stability,PCB設定 特に重要である, しかし、しばしば見落とされます. 構成が間違っているならば, それは様々な問題を引き起こす, 不十分な出力電圧調整やスイッチング異常など, あるいはデバイスの故障. 以来 PCB設計 修理過程でしばしば調整される, このような問題はできるだけ避けるべきだ. しかし, あなたがPCBを注文する前に構成プロセスについて考える時間を過ごすことができるならば, これらの欠点は容易に克服できる. この記事では、5つの簡単な手順をすぐに設計プロトタイプを準備するときに設計を支援する PCB設計 バックコンバータの次の構成.
サーバー、タブレット、および電子端末を設計する場合、リスクを最小化する場合は、PCBモジュールの構成例を評価モジュールまたは製品マニュアルに直接コピーするのがベストですが、多くの理由が抵抗を作成します。この記事は、PCBの詳細は、デザイン構成の5つのステップは、TPS 62 xxxの内蔵スイッチ付きのバックコンバータに適用可能です。内部のMOSFETおよびビルトイン・ループ補償回路は、PCB設計および構成のために必要な困難および時間を減らすことができて、それによって、デバイスのPCB設計および構成を大幅に単純化する。
ステップ1：入力コンデンサを設定して接続する
降圧コンバータが安定して動作するためには、入力コンデンサは最も重要な単一成分である。したがって、配置シーケンスはチップに対してのみ第2にすべきであり、コンデンサ及びチップは、経路の障害を回避するために直ちに接続されなければならない。なぜなら、V＝L * di／dtは、電源および接地入力キャパシタ端子のスイッチングが追加の寄生インダクタンスを生成するからである。そして、チップのPVINおよびPGND端子間の過度の電圧サージは、チップを誤動作させることがある。
ステップ2：セットアップし、インダクタとSWノードバッファを接続する
インダクタおよびSWノードバッファ（必要ならば）の構成および接続もまた非常に重要である。回路基板にはバッファ回路が必要となる場合がある。SWノードの立ち上がりと立ち下がり時間を遅らせることにより、SMPSの電磁干渉は低減されるが、スイッチング損失も増大し、有効性が低下する。入力電圧から地上へのswノード電圧の立ち上がり，立ち下がり時間は非常に短く，smpsの電磁干渉の主な原因でもある。現代のSMPSは、通常、電磁干渉を減らす技術を含んでいます。例えば、このとき、抵抗器／コンデンサ（RC）バッファは、PCB設計構成に設定される。SWとPGNDピンの間の最短接続を確立し、寄生インダクタンスを最小化する
ステップ3：出力コンデンサとVOSピンをセットして、接続してください
出力コンデンサは、パワーコンポーネント（内部MOSFET、入力コンデンサ、出力コンデンサ、インダクタ、およびオプションのバッファ）の接続の最後の項目である。これは、電力接地端子に接続されたシステムの最後の構成要素であり、インダクタと電力グラウンドとの間の距離を短くし、コンデンサが適切に構成されていない場合には、出力が不十分な出力電圧調整を引き起こすことが多い。
VOS入力ピンは最も重要な小さな信号接続です。それが適切に扱われないか、あまりに多くの雑音があるならば、それは貧しい出力電圧規制、スイッチングジャンプと偶数チップ失敗に至るかもしれません。配線配置後、VOSピンは非常に重要である。他の信号ルーティングのために、VOSピンは短くなければならなくて、直接出力コンデンサに接続しなければなりません。TPS 62130 Aがピンを有するので、2つのビアおよび専用トレースはVOSピンおよび出力コンデンサを接続するために用いることができる。パワーコンポーネント。
ステップ4：小さな信号成分を設定して接続する
電源コンポーネントと比較して、FBピン分圧器、ソフトスタートコンデンサ、およびすべての小値デカップリングコンデンサ（例えば0.1 mA×F）のように、電力変換に直接関係しない限り、アナログおよびデジタルコンポーネントは、小さな信号成分と呼ばれることができ、それらのノードはノイズを生成する。アナログ小信号成分はノイズに非常に敏感である。各コンポーネントセットポイントをチップに近接させ、ノイズ感度を低下させるためにダイレクトパスとショートパスを使用します。
FBノードの大きさは、ノイズピックアップを低減し、良好な出力電圧調整を提供するために、できるだけ低減しなければならない一般的なアナログまたは静かな接地を使用し、接続の難しさを減らすために、PCBの同じ側にすべてのコンポーネントを配置します。小さな信号成分が適切に設定されていない場合、一般的な問題は、出力電圧の調整不良、不安定なソフトスタート、およびデバイス動作の問題を含む。
ステップ5：単一のポイントグラウンドを作成し、システムの他の部分に接続します
接地設計は製品マニュアルの推奨事項を参照しなければならない。このことは、ノイズの多い電力成分に接地を設け、より静かな小信号成分にも接地を設けることを意味する。上記の提案と手順が続くと、関連する設定が完了しました。次に、2つの敷地は、チップの下のヒートシンクに通常位置し、ヒートシンクも接地されるべきである。
接地設計完了後, この回路はシステムの他の部分に接続しなければならない, スルーホールなど, 入力電圧, 出力電圧およびグランドは、内部のプレーンに一般に接続される PCB層, それから、各回路, 貫通穴は最初に地面からである, チップの下に直接セットするのがベストです, その後、ヒートシンクは PCB層 チップの最高の熱性能を達成する.
スルーホールは、一般に、入出力キャパシタの接地端子に配置される。一般に、ネットワークに接地面ノイズを引き起こす可能性があるので、静かに接地された構成要素のシステムグランドプレーンのスルーホールを設定することは一般に推奨されない。ピンが熱パッドのための一つの接続点として役立つAGNDに直接これらの地面を接続することは、最高です。
特別考察
特定の推奨構成と例を理解するために、デバイスマニュアルを読んでください。大部分の装置構成のために、説明と例は十分です。TPS 62360などのウエハチップレベルパッケージング（WCSP）においては、多くのWCSPバックコンバータにおいて、混乱した構成が時折現れることがあり、チップピンは、VINとPGNDピンとの間にSWピンを入れる。あなたが最初のステップに従うならば、SWピンが入力コンデンサの下から解雇されない限り、入力コンデンサはSW接続を妨げます。足、いくつかのデザイナーは、このアプローチを拒否します。
入力コンデンサのような小さな部品の端子間を接続するためには、トレースは非常に薄くなければならないからである。
このトレースを確立することができない場合は、スルーホールとインダクタを接続するスルーホールを使用することができる。このスルーホールとより長い接続は追加の電磁干渉を引き起こすが、寄生インダクタンスは他のインダクタンスと直列に接続されるので、これらのスルーホールはインダクタンスを増加させる効果はほとんどない。入力キャパシタを動かす理想的な位置に比べて、この経路に貫通孔を使用することが推奨される。
結論として
デザインの場合 PCB設計 と設定 of SMPS, デバイスマニュアルと評価モジュールの例と提案を参照してください. 完全にコピーすることができないか、参照の根拠がないならば, あなたは高品質のバックコンバータを作るために5つの簡単な手順を使用することができます
1 .入力コンデンサを設定し、接続する
2 .セットアップし、インダクタとSWノードバッファを接続する
出力コンデンサとVOSピンをセットして、接続してください;
小さな信号コンポーネントを設定し、接続；
単一のポイントを接地し、システムの他の部分に接続します。
上記の手順に従って、サーバー、タブレット、および電子端末などの降圧コンバータを使用するシステムのサウンドデザインと優れたパフォーマンスを提供します。
