在DC/DC轉換器設計篇“DC/DC轉換器的PCB板布局”中,曾對以下項目進行了介紹。本文將匯總各項目的關鍵詞作為總結。
降壓型轉換器工作時的電流路徑
開關節點的振鈴
散熱孔的配置
電感的配置
輸出電容器的配置
反饋路徑的布線
接地
銅箔的電阻和電感
噪聲對策:拐角布線、傳導噪聲、輻射噪聲
噪聲對策:緩沖電路、自舉電阻、柵極電阻
首先,在“PCB布局的要點”中介紹了整體通用的要點。這些是最全面清晰的要點總結,因此在這里也先列出這些要點。
PCB布局的要點(整體)
將輸入電容器和二極管在與IC引腳相同的面,盡可能地配置在IC最近處
必要時配置散熱孔
電感可使來自開關節點的輻射噪聲最小化,因此,雖然重要程度僅次于輸入電容器,也需要配置于IC的附近
銅箔圖形面積不要過大
輸出電容器配置于電感附近
反饋路徑的布線盡量遠離電感和二極管等的噪聲源
拐角布線圓弧狀
降壓型轉換器工作時的電流路徑
關鍵要點
?進行PCB板布局(設計)時,了解降壓型轉換器的電流路徑是非常重要的。
?開關穩壓器的開關動作引發的電流急劇ON/OFF,如果不通過恰當的布局來處理,將對電路工作和其他產生不良影響。
開關節點的振鈴
關鍵要點
?實際的印刷電路板中,存在電路圖中沒有的寄生電容和寄生電感。
?寄生成分可能引發振鈴等問題。
?PCB板布局要記住這些要點,爭取最佳布局。
輸入電容器和二極管的配置
關鍵要點
?最好最先從輸入電容器和二極管的配置開始。
?將輸入電容器和二極管在與IC引腳相同的面,盡可能地配置在IC最近處是鐵則。
?寄生電感會導致噪聲,因此導通孔的使用需要充分探討。電流開關的位置需要注意。
散熱孔的配置
關鍵要點
?散熱孔是利用貫通PCB板的通道(過孔)使熱量傳導到背面來散熱的手法。
?散熱孔要配置在發熱體的正下方或盡可能靠近發熱體。
電感的配置
關鍵要點
?電感要盡量配置在IC附近。
?銅箔面積不可過大。
?電感的正下方不可配置GND層。也要極力避免配置信號線。
?電感引腳的布線不要太近。
輸出電容器的配置
關鍵要點
?輸出電容器要盡量配置在電感附近。
?為減少高頻噪聲的傳導,CIN的GND和CO的GND要離開1~2cm配置。
反饋路徑的布線
關鍵要點
?輸出端的反饋信號線要遠離開關節點。如果引發噪聲將可能導致誤差或誤動作。
?還有一種方法是經由過孔在PCB板背面布線。
接地
關鍵要點
?AGND和PGND需要分離,原則上PGND不要分隔且配置在頂層。
?如果分隔PGND而通過過孔在背面連接,則受過孔電阻和電感的影響,損耗和噪聲將會增加。
?公共地、信號地和PGND的連接,要在開關噪聲較少的輸出電容器附近的PGND進行。
銅箔的電阻和電感
關鍵要點
?了解PCB板的基本結構。
?銅箔的電阻表現為電壓降,具有溫度依賴性。
?要注意銅箔的電感在某些情況下會引發高電壓。
?要降低電感值,縮短布線是有效方法
噪聲對策:拐角布線、傳導、輻射
關鍵要點
?拐角布線要設計為圓弧狀,以減少布線阻抗的變化并抑制噪聲。
?噪聲引腳電壓(傳導發射,Conducted Emission)的對策是根據噪聲頻率來選用磁珠或π型濾波器。
?噪聲電場強度(輻射噪聲)的對策是優化輸入電容器配置和調整開關波形的陡峭程度。
噪聲對策:緩沖電路、自舉電阻、柵極電阻
關鍵要點
?緩沖電路可減少開關的振鈴,但效果和損耗之間存在權衡( Trade-off)關系。
?自舉電路增加電阻可減少上升時的噪聲,但MOSFET的開關損耗會增加。
?在柵極插入電阻可降低上升和下降時的噪聲,但MOSFET的損耗會增加。另外,如果是MOSFET內置型的IC則無法插入電阻。
至此,“DC/DC轉換器的PCB板布局”介紹完畢。
審核編輯黃宇
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