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2019.04.25 DC/DC
在DC/DC轉換器設計篇“DC/DC轉換器的PCB板佈局”中,曾對以下項目進行了介紹。本文將匯總各項目的關鍵字作為總結。
首先,在“PCB佈局的要點”中介紹了整體通用的要點。這些是最全面清晰的要點總結,因此在這裡也先列出這些要點。
PCB佈局的要點(整體)
・進行PCB板佈局(設計)時,瞭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,如果不經由恰當的佈局來處理,將對電路工作和其他產生不良影響。
・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板佈局要記住這些要點,爭取最佳佈局。
・最好最先從輸入電容器和二極體的配置開始。
・將輸入電容器和二極體在與IC引腳相同的面,盡可能地配置在IC最近處是鐵則。
・寄生電感會導致雜訊,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。
・散熱孔是利用貫通PCB板的頻道(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。
・電感要儘量配置在IC附近。
・銅箔面積不可過大。
・電感的正下方不可配置GND層。也要極力避免配置訊號線。
・電感引腳的佈線不要太近。
・輸出電容器要儘量配置在電感附近。
・為減少高頻雜訊的傳導,CIN的GND和CO的GND要離開1~2cm配置。
・輸出端的回饋信號線要遠離開關節點。如果引發雜訊將可能導致誤差或誤動作。
・還有一種方法是經由過孔在PCB板背面佈線。
・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,損耗和雜訊將會增加。
・共用地、信號地和PGND的連接,要在開關雜訊較少的輸出電容器附近的PGND進行。
・瞭解PCB板的基本結構。
・銅箔的電阻表現為電壓降,具有溫度依存性。
・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,縮短佈線是有效方法
・拐角佈線要設計為圓弧狀,以減少佈線電阻的變化並抑制雜訊。
・雜訊引腳電壓(傳導射極,Conducted Emission)的對策是根據雜訊頻率來選用磁珠或π型濾波器。
・雜訊電場強度(輻射雜訊)的對策是最佳化輸入電容配置和調整開關波形的陡峭程度。
・緩衝電路可減少開關的振鈴,但效果和損耗之間存在權衡(Trade-off)關係。
・自舉電路增加電阻可減少上升時的雜訊,但MOSFET的開關損耗會增加。
・在閘極插入電阻可降低上升和下降時的雜訊,但MOSFET的損耗會增加。另外,如果是MOSFET內建型的IC則無法插入電阻。
至此,“DC/DC轉換器的PCB板佈局”介紹完畢。