¿Cuáles son los puntos del diseño de PCB de DC-DC?

En comparación con LDO, el circuito de DC-DC es mucho más complicado, con mayor ruido y mayores requisitos de diseño y diseño. La calidad del diseño afecta directamente el rendimiento de DC-DC, por lo que es muy importante conocer el diseño de DC-DC.

1. Mal diseño

• El pin EMI, DC-DC SW tendrá un dv/dt más alto, y un dv/dt más alto causará una mayor interferencia EMI;
• El ruido del cable de tierra, un cableado de conexión a tierra defectuoso producirá un ruido de conmutación relativamente grande en el cable de tierra, y estos ruidos afectarán otras partes del circuito;
• Se genera una caída de voltaje en el cableado y el cableado es demasiado largo, lo que provocará una caída de voltaje en el cableado y reducirá la eficiencia de todo el CC-CC; se genera una caída de voltaje en el cableado y el cableado es demasiado de largo, lo que provocará una caída de voltaje en el cableado y reducirá la eficiencia de todo el DC-DC;

2. Principios generales

• El circuito de corriente de conmutación debe ser lo más corto posible;
• La tierra de la señal y la tierra de alta corriente (tierra de alimentación) se enrutan por separado y están conectadas en un único punto en el chip GND;

① Circuito de conmutación corto

El LOOP1 rojo en la figura siguiente muestra la dirección del flujo actual cuando el tubo del lado alto CC-CC está encendido y el tubo del lado bajo está apagado; El LOOP2 verde es la dirección del flujo actual cuando el tubo del lado alto está cerrado y el tubo del lado bajo está abierto;

Para hacer que estos dos circuitos sean lo más pequeños posible e introducir menos interferencias, se deben observar los siguientes principios:

• Intente acercar el inductor al pin SW;
• El condensador de entrada debe estar lo más cerca posible del pin VIN;
• La tierra del condensador de entrada está lo más cerca posible del pin PGND;
• Ruta por tendido de cobre;

¿Por qué quieres hacer esto?

• Si la línea es demasiado delgada y larga, la impedancia aumentará y la corriente alta producirá un voltaje de ondulación relativamente alto en esta impedancia;
• Si la línea es demasiado delgada y demasiado larga, aumentará la inductancia parásita, que se combinará con el ruido de conmutación, lo que afectará la estabilidad de DC-DC y causará problemas de EMI.
• La capacitancia y la impedancia parásitas aumentarán la pérdida de conmutación y la pérdida de conducción y afectarán la eficiencia CC-CC;

② Conexión a tierra de un solo punto

La conexión a tierra de un solo punto se refiere a la conexión a tierra de un solo punto entre la tierra de señal y la tierra de alimentación. Habrá un ruido de conmutación relativamente grande en la conexión a tierra, por lo que es necesario intentar evitar interferencias con señales pequeñas sensibles, como los pines de retroalimentación de FB.

• Tierra de alta corriente: L, Cin, Cout y Cboot están conectados a la red de tierra de alta corriente;
• Tierra de corriente pequeña: Css, Rfb1, Rfb2 están conectados por separado a la red de tierra de señal;

El siguiente diagrama muestra el diseño de una placa de desarrollo de TI, con rojo como ruta actual cuando el tubo superior está abierto y azul como ruta actual cuando el tubo inferior está abierto; El siguiente diseño tiene las siguientes ventajas:

① La GND del condensador de entrada está conectada con una capa de cobre y, al decorar, la tierra de los dos debe juntarse tanto como sea posible; la GND del capacitor de entrada está conectada con una capa de cobre, y al decorar, la tierra de los dos deben juntarse tanto como sea posible;

②La ruta actual de DC-DC Ton y Toff es muy corta;

③ La pequeña señal del lado derecho está conectada a tierra en un único punto, que está lejos del ruido del interruptor de alta corriente del lado izquierdo.

3. ejemplo

El diseño de un circuito BUCK CC-CC típico se proporciona a continuación, y los siguientes puntos se dan en SPEC:

• El circuito de conmutación formado por un condensador de entrada, un transistor MOS de lado alto y un diodo de rueda libre es lo más pequeño y corto posible;
• El condensador de entrada debe estar lo más cerca posible del Pin Vin;
• Asegúrese de que todas las conexiones de retroalimentación sean cortas y directas, y que las resistencias de retroalimentación y los elementos de compensación estén lo más cerca posible del chip;
• SW lejos de señales sensibles, como FB;
• Conecte VIN, SW, especialmente GND a una gran área de cobre para enfriar el chip y mejorar el rendimiento térmico y la confiabilidad a largo plazo.

4. Resumir

El diseño del circuito DC-DC es muy importante, lo que afecta directamente la estabilidad y el rendimiento de DC-DC. Generalmente, las especificaciones del chip DC-DC brindarán una guía de diseño, que puede usarse como referencia en el diseño.

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