Na koje točke treba obratiti pozornost pri dizajnu DC-DC PCB-a?

U usporedbi s LDO, DC-DC krug je mnogo složeniji i bučniji, a zahtjevi za izgledom i rasporedom su veći.Kvaliteta rasporeda izravno utječe na performanse DC-DC-a, stoga je vrlo važno razumjeti raspored DC-DC-a

1. Loš raspored
●EMI, DC-DC SW pin će imati veći dv/dt, relativno visok dv/dt će uzrokovati relativno velike EMI smetnje;
●Buka uzemljenja, linija uzemljenja nije dobra, proizvest će relativno veliku buku preklapanja na žici uzemljenja, a ti će šumovi utjecati na druge dijelove kruga;
●Pad napona se stvara na ožičenju.Ako je ožičenje predugo, na ožičenju će se generirati pad napona, a učinkovitost cijelog DC-DC-a će se smanjiti.

2. Opća načela
● Prebacite krug velike struje što je moguće kraće;
●Signalno uzemljenje i uzemljenje velike struje (uzemljenje) odvojeno su usmjereni i povezani u jednoj točki na GND čipa

①Kratka sklopna petlja
Crvena PETLJA1 na donjoj slici je trenutni smjer protoka kada je DC-DC cijev na visokoj strani uključena, a cijev na niskoj strani isključena.Zelena PETLJA2 je trenutni smjer protoka kada je cijev visoke strane zatvorena, a cijev niske strane otvorena;

Kako bi dvije petlje bile što manje i unijele manje smetnji, potrebno je slijediti sljedeća načela:

●Induktivitet što je moguće bliže SW pinu;
●Ulazni kapacitet što je moguće bliže VIN pinu;
●Uzemljenje ulaznih i izlaznih kondenzatora mora biti blizu PGND pina.
●Koristite način polaganja bakrene žice;

wps_doc_0

Zašto bi to učinio?

●Prefina i preduga linija će povećati impedanciju, a velika struja će proizvesti relativno visok napon valovitosti u ovoj velikoj impedanciji;
●Previše fina i preduga žica će povećati parazitski induktivitet, a šum sklopke na induktivitetu će utjecati na stabilnost DC-DC i uzrokovati EMI probleme.
● Parazitski kapacitet i impedancija povećat će gubitak preklapanja i gubitak uključivanja/isključivanja i utjecati na učinkovitost DC-DC

②uzemljenje u jednoj točki
Uzemljenje u jednoj točki odnosi se na uzemljenje u jednoj točki između signalnog uzemljenja i uzemljenja napajanja.Bit će relativno veliki šum preklapanja na uzemljenju, pa je potrebno izbjeći izazivanje smetnji osjetljivim malim signalima, kao što je FB povratni pin.

●Uzemljenje velike struje: L, Cin, Cout, Cboot spojite se na mrežu uzemljenja velike struje;
●Niska struja uzemljenja: Css, Rfb1, Rfb2 odvojeno spojeni na signalnu mrežu uzemljenja;

wps_doc_1

Slijedi izgled razvojne ploče TI.Crvena je putanja struje kada se gornja cijev otvori, a plava je putanja struje kada se otvori donja cijev.Sljedeći raspored ima sljedeće prednosti:

● GND ulaznog i izlaznog kondenzatora spojen je bakrom.Prilikom ugradnje dijelova, tlo od njih treba biti spojeno što je više moguće.
●Trenutni put Dc-Dc-ton i Toff je vrlo kratak;
●Mali signal na desnoj strani je uzemljenje u jednoj točki, što je daleko od utjecaja šuma prekidača velike struje na lijevoj strani;

wps_doc_2

3. Primjeri

Raspored tipičnog DC-DC BUCK kruga dan je u nastavku, a sljedeće točke date su u SPEC-u:
●Ulazni kondenzatori, MOS cijevi visokog ruba i diode tvore sklopne petlje koje su što manje i kraće;
●Ulazni kapacitet što je moguće bliži Vin Pin pinu;
●Osigurajte da su sve povratne veze kratke i izravne, te da su povratni otpornici i kompenzacijski elementi što je moguće bliže čipu;
●SW dalje od osjetljivih signala kao što je FB;
● Spojite VIN, SW, a posebno GND odvojeno na veliko bakreno područje kako biste ohladili čip i poboljšali toplinske performanse i dugoročnu pouzdanost;

wps_doc_3

wps_doc_4

4. Sažeti

raspored DC-DC kruga je vrlo važan, što izravno utječe na radnu stabilnost i performanse DC-DC.Općenito, SPEC DC-DC čipa dat će smjernice za raspored, koje se mogu koristiti za dizajn.