ما هي نقاط تصميم PCB لـ DC-DC؟

مقارنةً بـ LDO، تُعدّ دائرة DC-DC أكثر تعقيدًا، مع ضوضاء أعلى ومتطلبات تصميم وتخطيط أعلى. تؤثر جودة التصميم بشكل مباشر على أداء DC-DC، لذا من المهم جدًا معرفة تصميم DC-DC.

1. تخطيط سيء

• سيكون لـ EMI، وDC-DC SW pin أعلى dv/dt، وسيتسبب ارتفاع dv/dt في تداخل EMI أكبر؛
• ضوضاء السلك الأرضي، أسلاك التأريض السيئة، سوف تنتج ضوضاء تحويل كبيرة نسبيًا على السلك الأرضي، وسوف تؤثر هذه الضوضاء على أجزاء أخرى من الدائرة؛
• يتم إنشاء انخفاض الجهد على الأسلاك، والأسلاك طويلة جدًا، مما سيؤدي إلى انخفاض الجهد على الأسلاك وتقليل كفاءة DC-DC بالكامل؛ يتم إنشاء انخفاض الجهد على الأسلاك، والأسلاك أيضًا طويلة، مما سيؤدي إلى انخفاض الجهد على الأسلاك وتقليل كفاءة DC-DC بالكامل؛

2. المبادئ العامة

• يجب أن تكون دائرة التبديل الحالية قصيرة قدر الإمكان؛
• يتم توجيه أرض الإشارة والأرض ذات التيار العالي (أرض الطاقة) بشكل منفصل، ويتم توصيلهما عند نقطة واحدة عند الشريحة GND؛

① دائرة تبديل قصيرة

يُظهر LOOP1 الأحمر في الشكل أدناه اتجاه التدفق الحالي عند تشغيل الأنبوب الجانبي العالي DC-DC وإيقاف تشغيل الأنبوب الجانبي المنخفض؛ LOOP2 الأخضر هو اتجاه التدفق الحالي عند إغلاق الأنبوب عالي الجانب وفتح الأنبوب المنخفض؛

ولجعل هاتين الدائرتين صغيرتين قدر الإمكان وإحداث تداخل أقل، يجب مراعاة المبادئ التالية:

• حاول أن تجعل المحرِّض قريبًا من دبوس SW؛
• يجب أن يكون مكثف الإدخال قريبًا من دبوس VIN قدر الإمكان؛
• تكون أرضية مكثف الإدخال قريبة من طرف PGND قدر الإمكان؛
• الطريق عن طريق وضع النحاس.

لماذا تريد أن تفعل هذا؟

• إذا كان الخط رفيعًا جدًا وطويلًا جدًا، فستزداد المعاوقة، وسينتج التيار العالي جهدًا مموجًا مرتفعًا نسبيًا على هذه المعاوقة؛
• إذا كان الخط رفيعًا جدًا وطويلًا جدًا، فسيؤدي ذلك إلى زيادة الحث الطفيلي، والذي سيقترن بتبديل الضوضاء، مما سيؤثر على استقرار DC-DC ويسبب مشاكل EMI.
• السعة الطفيلية والمقاومة سوف تزيد من فقدان التبديل وفقدان التوصيل وتؤثر على كفاءة DC-DC؛

② التأريض بنقطة واحدة

يشير التأريض بنقطة واحدة إلى التأريض بنقطة واحدة بين أرض الإشارة وأرض الطاقة. سيكون هناك ضوضاء تحويل كبيرة نسبيًا على أرض الطاقة، لذلك من الضروري محاولة تجنب التداخل مع الإشارات الصغيرة الحساسة، مثل دبابيس التغذية المرتدة FB.

• أرض ذات تيار عالٍ: L وCin وCout وCboot متصلة بشبكة الأرض ذات التيار العالي؛
• أرض تيار صغير: يتم توصيل Css وRfb1 وRfb2 بشكل منفصل بشبكة الإشارة الأرضية؛

يوضح الرسم البياني التالي تخطيط لوحة تطوير TI، باللون الأحمر باعتباره المسار الحالي عندما يكون الأنبوب العلوي مفتوحًا والأزرق باعتباره المسار الحالي عندما يكون الأنبوب السفلي مفتوحًا؛ التصميم التالي له المزايا التالية:

① يتم توصيل GND لمكثف الإدخال بجلد نحاسي، وعند التزيين، يجب تجميع الأرضين معًا قدر الإمكان؛ يتم توصيل GND لمكثف الإدخال بجلد نحاسي، وعند التزيين، يتم توصيل الأرض وينبغي الجمع بين الاثنين قدر الإمكان؛

②المسار الحالي لـ DC-DC Ton وToff قصير جدًا؛

③ يتم تأريض الإشارة الصغيرة الموجودة على الجانب الأيمن عند نقطة واحدة، وهي بعيدة عن ضجيج مفتاح التيار العالي على الجانب الأيسر.

3. مثال

يتم إعطاء تخطيط دائرة DC-DC BUCK النموذجية على النحو التالي، ويتم إعطاء النقاط التالية في المواصفات:

• دائرة التبديل التي تتكون من مكثف الإدخال، وترانزستور MOS ذو الجانب العالي، والثنائي الحر هي صغيرة وقصيرة قدر الإمكان؛
• يجب أن يكون مكثف الإدخال قريبًا من Vin Pin قدر الإمكان؛
• التأكد من أن جميع اتصالات التغذية الراجعة قصيرة ومباشرة، وأن مقاومات التغذية الراجعة وعناصر التعويض قريبة من الشريحة قدر الإمكان؛
• SW بعيدًا عن الإشارات الحساسة، مثل FB؛
• قم بتوصيل VIN وSW وخاصة GND بمساحة نحاسية كبيرة لتبريد الشريحة وتحسين الأداء الحراري والموثوقية على المدى الطويل.

4. لخص

يعد تخطيط دائرة DC-DC مهمًا جدًا، مما يؤثر بشكل مباشر على استقرار وأداء DC-DC. بشكل عام، ستوفر المواصفات الخاصة برقاقة DC-DC إرشادات للتخطيط، والتي يمكن استخدامها كمرجع في التصميم.

إخلاء المسؤولية: هذا المقال مستنسخ من "الأسد يهاجم المدينة على الخط الثامن". تمثل هذه المقالة فقط آراء المؤلف الشخصية، ولا تمثل آراء Sacco Micro والصناعة. إنه مخصص فقط لإعادة الطباعة والمشاركة لدعم حماية حقوق الملكية الفكرية. يرجى الإشارة إلى المصدر الأصلي والمؤلف عند إعادة الطبع. وفي حالة وجود أي مخالفة يرجى التواصل معنا لحذفها.

هاتف الشركة: +86-0755-83044319
فاكس/فاكس: +86-0755-83975897
بريد إلكتروني: 1615456225@qq.com
ف ف: 332496225 مدير تشيو
العنوان: الغرفة 809، المبنى C، مبنى Zhantao Technology، رقم 1079 شارع Minzhi، منطقة Longhua الجديدة، Shenzhen