Công nghệ PCB - Những khía cạnh nào cần chú ý đến thiết kế PCB của DC-DC trong nhà máy PCB?

Những khía cạnh nào cần chú ý đến thiết kế PCB của DC-DC trong nhà máy PCB?

Mạch của IaDC-DC phức tạp hơn nhiều so với LDO và có độ ồn cao hơn. Các nhà sản xuất PCB có yêu cầu cao hơn về bố cục và bố cục. Chất lượng bố cục ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của DC-DC, vì vậy điều quan trọng là phải hiểu cách bố trí của DC-DC.

1. Bố cục xấu

Các chân SW EMI, DC-DC sẽ có dv/dt cao hơn và dv/dt cao hơn sẽ gây nhiễu EMI lớn hơn;

Tiếng ồn mặt đất, dây nối đất kém, sẽ tạo ra tiếng ồn chuyển đổi lớn trên dây nối đất, những tiếng ồn này sẽ ảnh hưởng đến phần còn lại của mạch;

Nhà máy PCB sản xuất giảm điện áp trên hệ thống dây điện, nếu hệ thống dây điện quá dài, nó sẽ dẫn đến giảm điện áp trên hệ thống dây điện, làm giảm hiệu quả của toàn bộ DC-DC;

2. Nguyên tắc chung

Chuyển mạch mạch hiện tại cao nên càng ngắn càng tốt;

hệ thống dây điện riêng biệt giữa mặt đất tín hiệu và mặt đất dòng điện cao (mặt đất nguồn) và được kết nối tại một điểm duy nhất của chip GND;

1. Mạch chuyển mạch ngắn mạch. LOOP1 màu đỏ trong hình dưới đây cho biết hướng dòng điện khi ống cao DC-DC được mở và ống thấp được đóng; LOOP2 màu xanh lá cây là hướng hiện tại khi ống bên cao đóng và ống bên thấp mở; Vòng lặp phải càng nhỏ càng tốt để gây nhiễu ít hơn và cần tuân theo các nguyên tắc sau:

Điện cảm càng gần với chân SW càng tốt;

Tụ đầu vào phải càng gần chân VIN càng tốt;

Mặt đất của tụ điện đầu vào và đầu ra phải càng gần chân PGND càng tốt;

Dây phân phối áp dụng phương thức đắp bằng đồng;

Sao anh lại làm thế?

Nếu dấu vết quá mỏng hoặc quá dài, trở kháng sẽ tăng lên và dòng điện lớn sẽ tạo ra điện áp gợn tương đối cao trên trở kháng lớn này;

Dấu vết quá mỏng và quá dài có thể làm tăng cảm ứng ký sinh, do đó kết hợp tiếng ồn chuyển đổi, ảnh hưởng đến sự ổn định DC-DC và gây ra các vấn đề về EMI; Điện dung ký sinh và trở kháng sẽ làm tăng tổn thất chuyển mạch và mất dẫn, ảnh hưởng đến hiệu quả DC-DC;

2. Nối đất đơn điểm là nối đất đơn điểm tín hiệu và nguồn điện. Sẽ có tiếng ồn chuyển mạch tương đối lớn trên mặt đất nguồn điện, vì vậy cần tránh làm nhiễu các tín hiệu nhỏ nhạy cảm như chân phản hồi FB.

Mặt đất hiện tại cao: L, Cin, Cout, Cboot được kết nối với mạng tại các địa điểm hiện tại cao;

Mặt đất hiện tại thấp: Css, Rfb1, Rfb2 được kết nối với mạng nối đất tín hiệu tương ứng;

Hình dưới đây là bố cục của bảng phát triển TI. Màu đỏ là đường dẫn hiện tại khi mở ống trên và màu xanh là đường dẫn hiện tại khi mở ống dưới. Bố cục sau đây có những ưu điểm tốt hơn sau:

GND của tụ điện đầu vào và đầu ra được kết nối bằng đồng. Khi đặt các bộ phận, hãy đặt mặt đất của cả hai lại với nhau càng nhiều càng tốt;

Đường dẫn dòng điện tại DC-DC Ton và Toff rất ngắn;

Bên phải tín hiệu nhỏ duy nhất nối đất, khoảng cách tương đối dài, tránh ảnh hưởng của tiếng ồn chuyển mạch hiện tại lớn bên trái;

Bố trí PCB DC DC cho bảng phát triển TI

3. Ví dụ

Nhà máy PCB đưa ra bố cục của một mạch DC-DC BUCK điển hình, với các điểm sau đây được đưa ra trong SPEC:

Các mạch chuyển mạch được hình thành bởi tụ điện đầu vào, ống MOS cạnh cao và điốt tiếp tục phải nhỏ và ngắn nhất có thể;

Tụ đầu vào phải càng gần Vin-Pin càng tốt;

Đảm bảo rằng tất cả các kết nối phản hồi đều ngắn và trực tiếp, và điện trở phản hồi và các yếu tố bù càng gần chip càng tốt;

Giữ SW tránh xa các tín hiệu nhạy cảm như FB

Kết nối VIN, SW và đặc biệt là GND với các khu vực đồng lớn để làm mát chip, cải thiện hiệu suất nhiệt và độ tin cậy lâu dài;

Hướng dẫn bố trí mạch điển hình DC-DC BUCK

4. Tóm tắt

Bố cục của mạch DC-DC rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định và hiệu suất của DC-DC. Nói chung, SPEC của chip DC-DC sẽ cung cấp hướng dẫn bố trí để tham khảo thiết kế PCB.