전자 설계 - 강압 동글 PCB 설계 구성 단계

PCB 구성은 특히 성능과 안정성의 균형을 맞추려면 스위치 전원 공급 장치(SMPS)가 중요하지만 무시되는 경우가 많습니다.구성이 잘못되면 출력 전압 조절 불량 및 스위치 예외 및 장치 고장과 같은 다양한 문제가 발생합니다.PCB 설계는 수리 과정에서 자주 조정되기 때문에 가능한 한 이런 문제를 피해야 한다.그러나 PCB를 주문하기 전에 구성 과정에 대해 생각하는 시간을 가질 수 있다면 이러한 단점을 쉽게 극복할 수 있습니다.이 문서에서는 다음 번에 강압 동글의 PCB 설계 구성을 설계할 때 프로토타입을 신속하게 준비할 수 있도록 지원하는 다섯 가지 간단한 단계를 소개합니다.

서버, 태블릿 및 전자 단말기를 설계할 때 위험을 최소화하려면 평가 모듈이나 제품 브로셔의 PCB 설계 구성 예제를 직접 복제하는 것이 좋지만 많은 이유로 저항이 발생합니다.이 문서에서는 PCB에 대해 자세히 설명합니다. TPS62xxx 내장 스위치가 있는 모든 강압 동글에 대해 설계 구성의 5단계가 적용됩니다.내부 MOSFET 및 내부 루프 보정 회로는 PCB 설계 및 구성에 필요한 난이도와 시간을 줄여 장치의 PCB 설계 및 설정을 크게 단순화합니다.

단계 1: 입력 콘덴서 설정 및 연결

입력 콘덴서는 강압 변환기의 안정적인 작동을 위해 가장 중요한 단일 부품입니다.그러므로 배열순서는 칩에 버금가야 하며 콘덴서와 칩은 즉시 련결되여 경로중의 장애를 피해야 한다. 왜냐하면 V=L*dI/dt 전원과 접지의 입력콘덴서 단자의 전환은 추가적인 기생전감을 산생하기때문이다.또한 칩의 PVIN과 PGND 단자 사이의 과도한 전압 서지는 칩의 고장을 초래할 수 있습니다.

2단계: 센서 및 SW 노드 버퍼 설정 및 연결

필요한 경우 센서 및 SW 노드 버퍼의 구성 및 연결도 중요합니다.때때로 회로 기판에 완충 회로가 필요하다.SW 노드의 상승과 하강 시간을 늦추어 SMPS의 전자기 간섭을 줄였지만 스위치 손실도 증가하고 효율도 낮췄다.스위치 전원 노드의 전압은 입력 전압에서 바닥까지의 상승과 하강 시간이 매우 짧으며, 스위치 전원 전자기 간섭의 주요 원천이기도 하다.현대 SMPS에는 일반적으로 전자기 간섭을 줄이는 기술이 포함되어 있습니다.예를 들어, 이 경우 PCB 설계 구성에서 저항기/콘덴서(RC) 버퍼를 설정합니다.SW와 PGND 핀 사이에 최단 연결을 설정하고 기생 감지를 최소화합니다.

3단계: 출력 콘덴서 및 VOS 핀 설정 및 연결

출력 콘덴서는 출력 구성 요소(내부 MOSFET, 입력 콘덴서, 출력 콘덴서, 센서 및 옵션 버퍼)를 연결하는 마지막 항목입니다.이것은 시스템의 마지막 전원 접지 단자에 연결된 부품으로, 센서와 전원 접지 사이의 거리를 단축하고, 콘덴서가 잘못 구성되면 일반적으로 출력 전압 조절이 잘못될 수 있습니다.

VOS 입력 핀은 가장 중요한 작은 신호 연결입니다.잘못 처리하거나 소음이 너무 크면 출력 전압 조절 불량, 스위치 점프, 심지어 칩 고장까지 초래할 수 있다.배선 배치 후에는 VOS 핀이 중요합니다.다른 신호 라우팅의 경우 VOS 핀이 단락되어 출력 콘덴서에 직접 연결되어야 합니다.TPS62130A는 핀이 있기 때문에 VOS 핀과 출력 콘덴서를 연결하기 위해 두 개의 오버홀 및 전용 트랙을 사용할 수 있으므로 회로의 다른 핀보다 더 좋습니다.전원 공급 장치 부품.

단계 4: 작은 신호 구성 요소 설정 및 연결

아날로그 및 디지털 구성 요소는 FB 핀 분압기, 소프트 부팅 콘덴서, 0.1 µ F와 같은 전원 변환과 직접적인 관련이 없는 한 작은 신호 구성 요소라고 할 수 있습니다. 구성 요소와 노드는 전원 공급 장치 구성 요소에 비해 노이즈를 발생시킵니다.아날로그 소형 신호 부품은 소음에 매우 민감하다.각 구성 요소의 설정 지점을 칩에 가깝게 만들고 노이즈 민감도를 줄이기 위해 직접적이고 짧은 경로를 사용합니다.

FB 노드의 크기는 노이즈 픽업을 줄이고 좋은 출력 전압 조절을 제공하기 위해 가능한 한 줄여야 합니다.일반 시뮬레이션이나 조용한 접지를 사용하여 모든 구성 요소를 PCB의 같은 쪽에 배치하여 연결의 난이도를 낮춥니다.작은 신호 구성 요소가 올바르게 설정되지 않으면 출력 전압 조절 불량, 소프트 부팅 불안정 및 장치 작동 문제가 자주 발생합니다.

5단계: 단일 접지 및 시스템의 다른 부분에 연결

접지 설계는 반드시 제품 수첩의 건의를 참고해야 한다.이것은 소음이 있는 전력 부품이 접지를 제공하고, 비교적 조용한 작은 신호 부품도 접지를 제공한다는 것을 의미한다.위의 권장 사항과 단계를 따르는 경우 관련 설정이 완료됩니다.다음으로 두 접지는 같은 점에서 교차하게 되는데 일반적으로 칩 아래의 라디에이터에 위치하며 라디에이터도 접지해야 한다.

접지 설계가 완료되면 입력 전압, 출력 전압 및 접지가 일반적으로 내부 PCB 계층의 평면에 연결되고 각 회로에 연결되며 땅에서 시작되는 통공과 같은 시스템의 다른 부분에 회로를 연결해야 합니다. 처음에는 칩 아래에 직접 설정하는 것이 좋습니다.히트싱크는 칩의 최적의 열 성능을 위해 열을 PCB 계층으로 전달할 수 있습니다.

일반적으로 구멍은 입력 및 출력 콘덴서의 접지 끝에 있습니다.일반적으로 네트워크에서 접지 평면 노이즈가 발생할 수 있으므로 조용한 접지 어셈블리의 시스템 접지 평면에 구멍을 설정하는 것이 권장되지 않습니다.이러한 접지를 AGND에 직접 다시 연결하는 것이 좋습니다. 핀은 핫 용접 디스크의 단일 연결 점으로 사용됩니다.

특별 고려 사항

구체적인 권장 구성과 예는 장치 설명서를 참조하십시오.대부분의 장치 구성에 대한 설명과 예제만으로도 충분합니다.TPS62360과 같은 웨이퍼 칩 레벨 패키징(WCSP)에서는 가끔 구성이 혼동될 수 있습니다. 많은 WCSP 강압 변환기에서 칩 핀은 SW 핀을 VIN과 PGND 핀 사이에 놓습니다.첫 번째 단계를 수행하면 입력 콘덴서 아래에서 SW 핀이 우회하지 않는 한 입력 콘덴서가 SW 연결을 차단합니다.발, 일부 디자이너들은 이런 방법을 거부하고,

작은 부품 (예: 입력 콘덴서) 의 끝 사이에 연결되려면 이력선이 매우 얇아야 하기 때문입니다.

이력을 설정할 수 없는 경우 SW 핀과 센서를 연결하기 위해 구멍을 사용할 수 있습니다.비록 이런 통공과 비교적 긴 련결은 추가적인 전자기교란을 일으키지만 기생전감이 기타 전감과 련결되기에 이런 통공은 전감을 증가시키는 영향이 아주 작다.이 경로에서는 입력 콘덴서의 이상적인 위치를 이동할 때보다 구멍을 사용하는 것이 좋습니다.

결론

SMPS의 PCB 설계 및 구성을 설계할 때는 장비 설명서 및 평가 모듈의 예제 및 권장 사항을 참조하십시오.완전히 복사할 수 없거나 참조할 근거가 없는 경우 다음 다섯 가지 간단한 단계를 사용하여 고품질의 강압 변환기를 만들 수 있습니다.

1. 입력 콘덴서를 설치하고 연결한다.

2. 센서와 SW 노드 버퍼를 설정하고 연결합니다.

3. 출력 콘덴서와 VOS 핀을 설정하고 연결합니다.

4. 소형 신호 구성 요소를 설정하고 연결합니다.

5. 단일 접지를 통해 시스템의 다른 부분에 연결합니다.

위의 단계를 수행하면 서버, 태블릿 및 전자 단말기와 같은 강압 변환기를 사용하는 시스템에 좋은 설계와 우수한 성능을 제공합니다.