PCB Blogu - PCB Düzenleme Tehnikleri Güç Modülü Performansını En iyileştirmek için

Elektrik tasarımından başladım PCB tahtası, bu kağıt PCB düzenleme metodlarını, elektrik teslimatı modulunun performansını iyileştirmek için örnekler ve teknikler. Elektrik tasarımı planladığında, İlk düşünce, iki döngü değiştirilmiş fiziksel döngü alanı. Bu döngü bölgeleri enerji modülinde büyük ölçüde görünmez olsa da, Bu iki dönüşün saygısız yollarını anlamak hala önemlidir.. The current self-conducting input bypass capacitor (Cin1) passes through the high-side MOSFET during the continuous on-time of the MOSFET, reaches the internal inductor and the output bypass capacitor (CO1), ve giriş bypass kapasitesine dönüyor.. İçindeki yüksek taraflı MOSFET ve düşük taraflı MOSFET zamanında oluşturuldu.. İçindeki induktörde depolanmış enerji çıkış bypass kapasitörü ve düşük taraflı MOSFET GND'e dönüyor.. The region where the two loops do not overlap each other (including the boundary between the loops) is the high di/dt şu anki bölge. The input bypass capacitor (Cin1) plays a key role in supplying high frequency current to the converter and returning it to its source path. The output bypass capacitor (Co1) does not carry as much AC current, ama sesi değiştirmek için yüksek frekans filtrü olarak. Üst sebeplerden dolayı, İçeri ve çıkış kapasiteleri modul üzerindeki VIN ve VOUT pinlerine mümkün olduğunca yakın yerleştirilmeli.. Şekil 2'de gösterildiği gibi, Bu bağlantılardan gelen induktans, bypass kapasiteleri ve saygı VIN ve VOUT pinleri arasındaki izleri mümkün olduğunca kısa ve genişken tutarak minimalize edilebilir..

Yükselmesini azaltıyor. PCB tahtası düzenlemenin iki büyük faydası var. Cin1 ve CO1 arasındaki enerji aktarımını geliştirmek için cihaz performansını geliştirmek için. Bu modulun yüksek frekans geçmesini sağlayacaktır., reducing inductive voltage peaks from high di/dt akışları. Aynı zamanda doğru operasyonu sağlamak için aygıt sesini ve voltaj stresini de azaltıyor.. İkinci, EMI'yi azaltmak için. Küçük parazit etkisiyle bir kapasitör bağlantısı yüksek frekanslara düşük impedans özelliğini gösterir., bu şekilde yönlendirilmiş radyasyon. Ceramic capacitors (X7R or X5R) or other low ESR type capacitors are recommended. Daha fazla girdi kapasiteleri eklemek sadece GND ve VIN terminallerine yakın kapasiteleri yerleştirilirse çalışacak.. Güç modülleri, özellikle düşük radiasyon ve EMI'nin yapılması için tek bir şekilde tasarlanmıştır., ve bu madde bulunan PCB düzenleme rehberlerinin ardından daha yüksek performansını sağlayacaktır.. Çeviri akışları için yol planlaması sık sık sık üstüne bakılır., fakat güç tasarımlarını iyileştirmek için önemli bir rol oynuyor.. Ayrıca, Yer izleri Cin1 ve CO1'e kısayılmalı ve mümkün olduğunca genişletilmeli., ve doğrudan çıkarılmış şilteye bağlanmıştır., which is especially important for the input capacitor (Cin1) ground connection with high AC current. Ground pins (including exposed pads), girdi ve çıkış kapasiteleri, soft-start capacitors, Modüldeki geri dönüş katmanı PCB'deki geri dönüş katmanıyla bağlanmalı.. Bu dönüş katı çok düşük induktor akışı için geri dönüş yolu olarak kullanılabilir ve a şağıdaki tartışılan sıcak patlaması olarak kullanılabilir.. The feedback resistor should also be placed as close as possible to the FB (feedback) pin of the module. Bu yüksek impedans düğümünde potansiyel ses çıkarmasını azaltmak için, it is critical to keep the trace between the FB pin and the center tap of the feedback resistor as short as possible. Available compensation components or fee forward capacitors should be placed as close to the upper feedback resistors.

Thermal Design Recommendations
While the compact layout of the module provides electrical benefits, termal tasarımı üzerinde negatif etkisi var., küçük bir uzaydan eşit bir miktar gücünü. Bu aklında., Elektrik modul paketinin arkasında bir büyük a çık patlama tasarlanmış ve elektrik olarak yerleştirilmiş.. This pad helps provide very low thermal impedance from the internal MOSFET (which usually generates most of the heat) to the PCB. The thermal impedance (θJC) from the semiconductor junction to the outer package of these devices is 1.9°C/W. Endüstri'nin YJC değerine ulaşırken ideal., low θJC values are meaningless when the thermal impedance (θCA) of the outer package to air is too great! Çevredeki havaya düşük sıcaklık patlama yolu olmadan, the heat* cannot be dissipated on the exposed pad. Yani..., En azından? Görüntülenmiş patlamadan havaya karşı sıcak dirençlik PCB tasarımı ve bağlantılı ısı patlaması tarafından tamamen kontrol ediliyor.. Şimdi sıcak patlamadan basit bir PCB termal tasarımı nasıl yapacağına bir bakmak için, Çekim ve dışarıdaki paketin arasındaki termal impedans, birliğinden ölüm patlamasına karşılaştığı için çok yüksektir., in this estimate from When considering the thermal resistance (θJT) from the junction to the surrounding air, IJA sıcaklık patlama yolunu görmezden gelebiliriz. Termal tasarımın ilk adımı, dağılacak gücünü belirlemek.. The power dissipated by the module (PD) can be easily calculated using the efficiency graph (η) published in the datasheet. Sonra tasarımın iki sıcaklık sınırlarını kullanırız., Tambient ve değerli birleşme sıcaklığı, TJunction (125°C), PCB'de paketlenmiş modul için gerekli termal direniyeti belirlemek için. We use a simplified approximation of convective heat transfer from the surface of a PCB (with undamaged one-ounce copper heat sinks and numerous thermal vias on both the top and bottom layers) to determine the board area required for heat dissipation. The required PCB area approximation does not take into account the role of thermal vias that transfer heat from the top metal layer (where the package is connected to the PCB) to the bottom metal layer. Aşa ğıdaki katı, konveksiyon tabaktan sıcaklığı taşıyabilecek ikinci yüzey katı olarak hareket ediyor.. Güzel bir masal alanı yaklaştırma için, en azından 8-10 sıcak vialları kullanın. Termal viallerin termal dirençliği aşağıdaki denklem değerlerine yaklaşıyor.. Bu yaklaşım, 12 mil ve 0 altındaki bir delikten tipik bir delik için..5 oz bakır taraf duvarları. Mümkün olduğunca kadar sıcak patlama deliklerini tüm alanın içinde dizayn edin., ve bu sıcaklık parçalama delikleri 1'ye 1'e kadar bir dizi oluşturur..5 mm. Power modules provide an alternative to complex power supply tasarlamas and typical PCB layouts associated with DC/DC dönüştürücü. Düzenleme zorunları yok edildiğinde, Bazı mühendislik çalışmaları hâlâ iyi bypass ve thermal ile modul performansını optimize etmek için yapılmalı. PCB tahtası design.