Was sind die Punkte des PCB-Designs von DC-DC?

Im Vergleich zu LDO ist die Schaltung von DC-DC viel komplizierter, weist ein höheres Rauschen auf und stellt höhere Anforderungen an Layout und Layout. Die Qualität des Layouts wirkt sich direkt auf die Leistung von DC-DC aus. Daher ist es sehr wichtig, das Layout von DC-DC zu kennen.

1. Schlechtes Layout

• EMI, DC-DC-SW-Pin hat ein höheres dv/dt und ein höheres dv/dt führt zu stärkeren EMI-Interferenzen;
• Erdungskabelrauschen, eine schlechte Erdungsverkabelung, erzeugt relativ große Schaltgeräusche am Erdungskabel, und diese Geräusche wirken sich auf andere Teile des Stromkreises aus;
• An der Verkabelung entsteht ein Spannungsabfall, und die Verkabelung ist zu lang, was zu einem Spannungsabfall an der Verkabelung führt und die Effizienz des gesamten DC-DC verringert. Es entsteht ein Spannungsabfall an der Verkabelung, und die Verkabelung ist ebenfalls lang lang, was zu einem Spannungsabfall in der Verkabelung führt und die Effizienz des gesamten DC-DC verringert;

2. Allgemeine Grundsätze

• Der Schaltstromkreis sollte möglichst kurz sein;
• Die Signalmasse und die Hochstrommasse (Strommasse) werden separat geführt und an einem einzigen Punkt mit dem Chip-GND verbunden;

① Kurzschlussschaltkreis

Der rote LOOP1 in der Abbildung unten zeigt die Stromflussrichtung, wenn die DC-DC-High-Side-Röhre eingeschaltet und die Low-Side-Röhre ausgeschaltet ist; Der grüne LOOP2 ist die Stromflussrichtung, wenn das High-Side-Rohr geschlossen und das Low-Side-Rohr geöffnet ist;

Um diese beiden Schaltkreise so klein wie möglich zu machen und weniger Störungen hervorzurufen, sollten die folgenden Grundsätze beachtet werden:

• Versuchen Sie, den Induktor nahe an den SW-Pin zu bringen.
• Der Eingangskondensator sollte so nah wie möglich am VIN-Pin liegen;
• Die Masse des Eingangskondensators liegt so nah wie möglich am PGND-Pin.
• Route durch Verlegen von Kupfer;

Warum willst du das machen?

• Wenn die Leitung zu dünn und zu lang ist, erhöht sich die Impedanz und der hohe Strom erzeugt an dieser Impedanz eine relativ hohe Welligkeitsspannung;
• Wenn die Leitung zu dünn und zu lang ist, erhöht sich die parasitäre Induktivität, was mit Schaltrauschen einhergeht, was die Stabilität von DC-DC beeinträchtigt und EMI-Probleme verursacht.
• Parasitäre Kapazität und Impedanz erhöhen den Schaltverlust und den Leitungsverlust und beeinträchtigen die DC-DC-Effizienz.

② Einpunkterdung

Unter Einzelpunkterdung versteht man die Einzelpunkterdung zwischen Signalmasse und Leistungsmasse. Da es auf der Leistungsmasse zu relativ großen Schaltstörungen kommt, muss versucht werden, Störungen empfindlicher kleiner Signale, wie z. B. FB-Feedback-Pins, zu vermeiden.

• Hochstrom-Erde: L, Cin, Cout und Cboot sind mit dem Netzwerk der Hochstrom-Erde verbunden;
• Kleine Strommasse: Css, Rfb1, Rfb2 sind separat mit dem Netzwerk der Signalmasse verbunden;

Das folgende Diagramm zeigt den Aufbau einer Entwicklungsplatine von TI, wobei Rot der Strompfad ist, wenn das obere Rohr offen ist, und Blau der Strompfad, wenn das untere Rohr offen ist; Das folgende Layout bietet folgende Vorteile:

① Der GND des Eingangskondensators ist mit einer Kupferschicht verbunden, und beim Dekorieren sollte die Erdung der beiden so weit wie möglich zusammengefügt werden; die beiden sollten so weit wie möglich zusammengefügt werden;

②Der Strompfad von DC-DC Ton und Toff ist sehr kurz;

③ Das kleine Signal auf der rechten Seite ist an einem einzigen Punkt geerdet, der weit vom Rauschen des Hochstromschalters auf der linken Seite entfernt ist.

3. Beispiel

Der Aufbau einer typischen DC-DC-BUCK-Schaltung ist wie folgt dargestellt, und die folgenden Punkte sind in SPEC aufgeführt:

• Der aus Eingangskondensator, High-Side-MOS-Transistor und Freilaufdiode gebildete Schaltkreis ist möglichst klein und kurz;
• Der Eingangskondensator sollte so nah wie möglich am Vin Pin liegen;
• Stellen Sie sicher, dass alle Rückkopplungsverbindungen kurz und direkt sind und dass sich die Rückkopplungswiderstände und Kompensationselemente so nah wie möglich am Chip befinden.
• SW weg von sensiblen Signalen, wie z. B. FB;
• Verbinden Sie VIN, SW, insbesondere GND, mit einer großen Kupferfläche, um den Chip zu kühlen und die thermische Leistung und langfristige Zuverlässigkeit zu verbessern.

4. Zusammenfassen

Das Layout der DC-DC-Schaltung ist sehr wichtig, was sich direkt auf die Stabilität und Leistung von DC-DC auswirkt. Im Allgemeinen bietet die SPEC des DC-DC-Chips eine Layout-Anleitung, die als Referenz beim Design verwendet werden kann.

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