DC-DC PCB ڈیزائن میں کن نکات پر توجہ دینی چاہیے؟

LDO کے مقابلے میں، DC-DC کا سرکٹ زیادہ پیچیدہ اور شور والا ہے، اور ترتیب اور ترتیب کی ضروریات زیادہ ہیں۔لے آؤٹ کا معیار DC-DC کی کارکردگی کو براہ راست متاثر کرتا ہے، اس لیے DC-DC کی ترتیب کو سمجھنا بہت ضروری ہے۔

1. خراب ترتیب
●EMI، DC-DC SW پن میں زیادہ dv/dt ہوگا، نسبتاً زیادہ dv/dt نسبتاً بڑی EMI مداخلت کا سبب بنے گا۔
●گراؤنڈ شور، گراؤنڈ لائن اچھی نہیں ہے، زمینی تار پر نسبتاً بڑا سوئچنگ شور پیدا کرے گا، اور یہ شور سرکٹ کے دوسرے حصوں کو متاثر کرے گا۔
وولٹیج ڈراپ وائرنگ پر پیدا ہوتا ہے۔اگر وائرنگ بہت لمبی ہے تو، وائرنگ پر وولٹیج ڈراپ پیدا ہو جائے گا، اور پورے DC-DC کی کارکردگی کم ہو جائے گی۔

2. عمومی اصول
●بڑے کرنٹ سرکٹ کو جتنا ممکن ہو سکے سوئچ کریں۔
●سگنل گراؤنڈ اور ہائی کرنٹ گراؤنڈ (پاور گراؤنڈ) کو الگ الگ روٹ کیا جاتا ہے اور چپ GND پر ایک ہی پوائنٹ میں جڑا ہوتا ہے۔

①مختصر سوئچنگ لوپ
نیچے دی گئی تصویر میں سرخ LOOP1 موجودہ بہاؤ کی سمت ہے جب DC-DC ہائی سائڈ پائپ آن ہو اور لو سائیڈ پائپ آف ہو۔سبز LOOP2 موجودہ بہاؤ کی سمت ہے جب ہائی سائیڈ پائپ بند ہو اور نچلی طرف کا پائپ کھولا جاتا ہے۔

دو لوپس کو ممکنہ حد تک چھوٹا بنانے اور کم مداخلت متعارف کرانے کے لیے، درج ذیل اصولوں پر عمل کرنے کی ضرورت ہے:

●Inductance جتنا ممکن ہو SW پن کے قریب ہو۔
●Input capacitance جتنا ممکن ہو VIN پن کے قریب ہو۔
●ان پٹ اور آؤٹ پٹ کیپسیٹرز کی گراؤنڈ PGND پن کے قریب ہونی چاہیے۔
● تانبے کی تار بچھانے کا طریقہ استعمال کریں۔

wps_doc_0

آپ ایسا کیوں کریں گے؟

●بہت باریک اور بہت لمبی لائن رکاوٹ کو بڑھا دے گی، اور ایک بڑا کرنٹ اس بڑی رکاوٹ میں نسبتاً زیادہ ریپل وولٹیج پیدا کرے گا۔
●بہت باریک اور بہت لمبا تار پرجیوی انڈکٹنس میں اضافہ کرے گا، اور انڈکٹنس پر کپلنگ سوئچ کا شور DC-DC کے استحکام کو متاثر کرے گا اور EMI کے مسائل پیدا کرے گا۔
● طفیلی صلاحیت اور رکاوٹ سوئچنگ نقصان اور آن آف نقصان میں اضافہ کرے گا اور DC-DC کی کارکردگی کو متاثر کرے گا۔

②سنگل پوائنٹ گراؤنڈنگ
سنگل پوائنٹ گراؤنڈنگ سے مراد سگنل گراؤنڈ اور پاور گراؤنڈ کے درمیان سنگل پوائنٹ گراؤنڈنگ ہے۔پاور گراؤنڈ پر سوئچنگ کا نسبتاً بڑا شور ہوگا، اس لیے حساس چھوٹے سگنلز، جیسے کہ FB فیڈ بیک پن میں مداخلت سے بچنا ضروری ہے۔

● ہائی کرنٹ گراؤنڈ: L, Cin, Cout, Cboot ہائی کرنٹ گراؤنڈ کے نیٹ ورک سے جڑیں؛
●کم کرنٹ گراؤنڈ: Css, Rfb1, Rfb2 الگ الگ سگنل گراؤنڈ نیٹ ورک سے جڑا ہوا ہے۔

wps_doc_1

TI کے ترقیاتی بورڈ کی ترتیب درج ذیل ہے۔سرخ موجودہ راستہ ہے جب اوپری ٹیوب کھولی جاتی ہے، اور نیلا موجودہ راستہ ہے جب نچلی ٹیوب کھولی جاتی ہے۔درج ذیل ترتیب کے درج ذیل فوائد ہیں:

●ان پٹ اور آؤٹ پٹ کیپسیٹرز کا GND تانبے سے جڑا ہوا ہے۔ٹکڑوں کو نصب کرتے وقت، دونوں کی زمین کو جہاں تک ممکن ہو ایک ساتھ رکھنا چاہئے۔
●Dc-Dc-ton اور Toff کا موجودہ راستہ بہت چھوٹا ہے۔
●دائیں طرف چھوٹا سگنل سنگل پوائنٹ گراؤنڈنگ ہے، جو بائیں جانب بڑے کرنٹ سوئچ شور کے اثر سے بہت دور ہے۔

wps_doc_2

3. مثالیں

ایک عام DC-DC BUCK سرکٹ کی ترتیب ذیل میں دی گئی ہے، اور SPEC میں درج ذیل نکات دیے گئے ہیں:
●ان پٹ کیپسیٹرز، ہائی ایج ایم او ایس ٹیوبز، اور ڈائیوڈس سوئچنگ لوپ بناتے ہیں جو ممکن حد تک چھوٹے اور چھوٹے ہوتے ہیں۔
●Input capacitance جتنا ممکن ہو ون پن پن کے قریب ہو۔
●اس بات کو یقینی بنائیں کہ تمام فیڈ بیک کنکشن مختصر اور براہ راست ہیں، اور یہ کہ فیڈ بیک ریزسٹرس اور معاوضہ دینے والے عناصر جتنا ممکن ہو چپ کے قریب ہوں۔
●SW حساس سگنلز جیسے FB سے دور؛
● چپ کو ٹھنڈا کرنے اور تھرمل کارکردگی اور طویل مدتی وشوسنییتا کو بہتر بنانے کے لیے VIN، SW اور خاص طور پر GND کو تانبے کے بڑے حصے سے الگ سے جوڑیں۔

wps_doc_3

wps_doc_4

4. خلاصہ

DC-DC سرکٹ کی ترتیب بہت اہم ہے، جو DC-DC کے کام کرنے کے استحکام اور کارکردگی کو براہ راست متاثر کرتی ہے۔عام طور پر، DC-DC چپ کی SPEC ترتیب کی رہنمائی فراہم کرے گی، جس کا ڈیزائن کے لیے حوالہ دیا جا سکتا ہے۔