На какви точки трябва да се обърне внимание при проектирането на DC-DC PCB?

В сравнение с LDO, веригата DC-DC е много по-сложна и шумна, а изискванията за оформление и оформление са по-високи.Качеството на оформлението пряко влияе върху производителността на DC-DC, така че е много важно да разберете оформлението на DC-DC

1. Лошо оформление
●EMI, DC-DC SW щифтът ще има по-висок dv/dt, относително високият dv/dt ще причини относително големи EMI смущения;
●Шум от земята, заземителната линия не е добра, ще произведе сравнително голям шум при превключване на заземяващия проводник и тези шумове ще засегнат други части на веригата;
●Спадането на напрежението се генерира от окабеляването.Ако окабеляването е твърде дълго, спадът на напрежението ще се генерира върху окабеляването и ефективността на целия DC-DC ще бъде намалена.

2. Общи принципи
●Превключете веригата с голям ток възможно най-къса;
● Сигналната земя и силнотоковата земя (захранваща земя) се насочват отделно и се свързват в една точка към GND на чипа

①Къса превключваща верига
Червеният LOOP1 на фигурата по-долу е текущата посока на потока, когато DC-DC тръбата от високата страна е включена и тръбата от долната страна е изключена.Зелен LOOP2 е посоката на текущия поток, когато тръбата от високата страна е затворена и тръбата от ниската страна е отворена;

За да направите двете вериги възможно най-малки и да внесете по-малко смущения, трябва да се следват следните принципи:

●Индуктивност възможно най-близо до SW извода;
●Входен капацитет възможно най-близо до VIN щифта;
●Земята на входните и изходните кондензатори трябва да е близо до PGND извода.
●Използвайте начина на полагане на меден проводник;

wps_doc_0

Защо направи това?

● Твърде фина и твърде дълга линия ще увеличи импеданса и голям ток ще произведе относително високо напрежение на пулсации в този голям импеданс;
● Твърде фин и твърде дълъг проводник ще увеличи паразитната индуктивност, а шумът от свързващия превключвател върху индуктивността ще повлияе на стабилността на DC-DC и ще причини проблеми с EMI.
●Паразитният капацитет и импеданс ще увеличат загубата при превключване и загубата при включване-изключване и ще повлияят на ефективността на DC-DC

②едноточково заземяване
Заземяване в една точка се отнася до заземяване в една точка между сигнална и захранваща земя.Ще има сравнително силен шум при превключване на захранващата земя, така че е необходимо да се избягва причиняването на смущения на чувствителни малки сигнали, като щифта за обратна връзка на FB.

● Заземяване с голям ток: L, Cin, Cout, Cboot се свързват към мрежата за заземяване с висок ток;
● Земя с нисък ток: Css, Rfb1, Rfb2 отделно свързани към мрежата за заземяване на сигнала;

wps_doc_1

Следното е оформлението на платка за разработка на TI.Червеният е текущият път, когато горната тръба е отворена, а синият е текущият път, когато долната тръба е отворена.Следното оформление има следните предимства:

● GND на входните и изходните кондензатори е свързан с мед.Когато инсталирате части, основата на двете трябва да бъде поставена заедно, доколкото е възможно.
●Текущият път на Dc-Dc-ton и Toff е много кратък;
●Малкият сигнал вдясно е едноточково заземяване, което е далеч от влиянието на големия шум на превключвателя на тока вляво;

wps_doc_2

3. Примери

Оформлението на типична DC-DC BUCK верига е дадено по-долу и следните точки са дадени в SPEC:
●Входните кондензатори, MOS тръбите с висок ръб и диодите образуват превключващи вериги, които са възможно най-малки и къси;
●Входен капацитет възможно най-близък до Pin Pin;
●Уверете се, че всички връзки за обратна връзка са къси и директни и че резисторите за обратна връзка и компенсиращите елементи са възможно най-близо до чипа;
● SW далеч от чувствителни сигнали като FB;
● Свържете VIN, SW и особено GND отделно към голяма медна зона, за да охладите чипа и да подобрите топлинната производителност и дългосрочната надеждност;

wps_doc_3

wps_doc_4

4. Обобщавайте

оформлението на DC-DC веригата е много важно, което пряко влияе върху работната стабилност и производителността на DC-DC.Като цяло SPEC на DC-DC чип ще даде насоки за оформлението, което може да се използва за проектиране.