Quels sont les points forts de la conception des PCB de DC-DC ?

Comparé au LDO, le circuit DC-DC est beaucoup plus complexe, avec un bruit plus élevé et des exigences de configuration plus strictes. La qualité de la configuration affecte directement les performances du DC-DC ; il est donc essentiel de bien la connaître.

1. Mauvaise mise en page

• Les broches EMI, DC-DC SW auront un dv/dt plus élevé, et un dv/dt plus élevé provoquera une plus grande interférence EMI ;
• Le bruit du fil de terre, un mauvais câblage de mise à la terre, produira un bruit de commutation relativement important sur le fil de terre, et ces bruits affecteront d'autres parties du circuit ;
• Une chute de tension est générée sur le câblage, et le câblage est trop long, ce qui provoquera une chute de tension sur le câblage et réduira l'efficacité de l'ensemble DC-DC ; une chute de tension est générée sur le câblage, et le câblage est trop long, ce qui provoquera une chute de tension sur le câblage et réduira l'efficacité de l'ensemble DC-DC ;

2. Principes généraux

• Le circuit de courant de commutation doit être aussi court que possible ;
• La masse du signal et la masse à courant élevé (masse d'alimentation) sont acheminées séparément et sont connectées en un seul point au GND de la puce ;

① Court-circuit de commutation

La BOUCLE1 rouge dans la figure ci-dessous montre la direction du flux de courant lorsque le tube côté haut DC-DC est allumé et que le tube côté bas est éteint ; La BOUCLE2 verte est la direction d'écoulement du courant lorsque le tube côté haut est fermé et que le tube côté bas est ouvert ;

Pour rendre ces deux circuits aussi petits que possible et introduire moins d'interférences, les principes suivants doivent être respectés :

• Essayez de rapprocher l'inducteur de la broche SW ;
• Le condensateur d'entrée doit être aussi proche que possible de la broche VIN ;
• La masse du condensateur d'entrée est aussi proche que possible de la broche PGND ;
• Tracé par pose de cuivre ;

Pourquoi veux-tu faire cela?

• Si la ligne est trop fine et trop longue, l'impédance sera augmentée, et le courant élevé produira une tension d'ondulation relativement élevée sur cette impédance ;
• Si la ligne est trop fine et trop longue, cela augmentera l'inductance parasite, qui sera couplée à un bruit de commutation, ce qui affectera la stabilité du DC-DC et provoquera des problèmes EMI.
• La capacité et l'impédance parasites augmenteront la perte de commutation et la perte de conduction et affecteront l'efficacité DC-DC ;

② Mise à la terre à un seul point

La mise à la terre en un seul point fait référence à la mise à la terre en un seul point entre la masse du signal et la masse de l'alimentation. Il y aura un bruit de commutation relativement important sur la masse d'alimentation, il est donc nécessaire d'essayer d'éviter les interférences avec les petits signaux sensibles, tels que les broches de retour FB.

• Masse à courant fort : L, Cin, Cout et Cboot sont connectés au réseau de masse à courant fort ;
• Petite masse de courant : Css, Rfb1, Rfb2 sont connectés séparément au réseau de masse de signal ;

Le diagramme suivant montre la disposition d'une carte de développement de TI, avec le rouge comme chemin actuel lorsque le tube supérieur est ouvert et le bleu comme chemin actuel lorsque le tube inférieur est ouvert ; La disposition suivante présente les avantages suivants :

① Le GND du condensateur d'entrée est connecté à une peau de cuivre, et lors de la décoration, la masse des deux doit être assemblée autant que possible ; Le GND du condensateur d'entrée est connecté à une peau de cuivre, et lors de la décoration, la masse de les deux doivent être combinés autant que possible ;

②Le chemin actuel de DC-DC Ton et Toff est très court ;

③ Le petit signal du côté droit est mis à la terre en un seul point, loin du bruit de l'interrupteur à courant élevé du côté gauche.

3. exemple

La disposition d'un circuit DC-DC BUCK typique est donnée comme suit, et les points suivants sont donnés dans SPEC :

• Le circuit de commutation formé par le condensateur d'entrée, le transistor MOS côté haut et la diode de roue libre est aussi petit et court que possible ;
• Le condensateur d'entrée doit être aussi proche que possible de Vin Pin ;
• Assurez-vous que toutes les connexions de retour sont courtes et directes, et que les résistances de retour et les éléments de compensation sont aussi proches que possible de la puce ;
• SW loin des signaux sensibles, tels que FB ;
• Connectez VIN, SW, en particulier GND à une grande zone de cuivre pour refroidir la puce et améliorer les performances thermiques et la fiabilité à long terme.

4. Résumer

La disposition du circuit DC-DC est très importante, ce qui affecte directement la stabilité et les performances du DC-DC. Généralement, la SPEC de la puce DC-DC donnera des conseils de configuration, qui peuvent être utilisés comme référence dans la conception.

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