中国电子技术网

设为首页 网站地图 加入收藏

 
 

DC-DC的PCB设计需要注意哪些点?

关键词:PCB设计 DC-DC

时间:2023-01-04 09:53:46      来源:网络

DC-DC的电路比LDO会复杂很多,噪声也更大,布局和layout要求更高,layout的好坏直接影响DC-DC的性能,所以了解DC-DC的layout至关重要。

DC-DC的电路比LDO会复杂很多,噪声也更大,布局和layout要求更高,layout的好坏直接影响DC-DC的性能,所以了解DC-DC的layout至关重要。

01 Bad layout

EMI,DC-DC的SW管脚上面会有较高的dv/dt, 比较高的dv/dt会引起比较大的EMI干扰;

地线噪声,地走线不好,会在地线上面会产生比较大的开关噪声,而这些噪声会影响到其它部分的电路;

布线上产生电压降,走线太长,会使走线上产生压降,而降低整个DC-DC的效率;

02 一般原则

开关大电流回路尽量短;

信号地和大电流地(功率地)单独走线,并在芯片GND处单点连接;

① 开关回路短

下图中红色LOOP1为DC-DC高边管导通,低边管关闭时的电流流向;绿色LOOP2的为高边管关闭,低边管开启时的电流流向;

为使这两个回路尽量小,引入更少的干扰,需要遵从如下几点原则:

电感尽量靠近SW管脚;
输入电容尽量靠近VIN管脚;
输入输出电容的地尽量靠近PGND脚;
使用铺铜的方式走线;

为什么要这么做?

走线过细过长会增大阻抗,大电流在此大阻抗上会产生比较高的纹波电压;

走线过细过长会增大寄生电感,此电感上耦合开关噪声,影响DC-DC稳定性,造成EMI问题;

寄生电容和阻抗会增大开关损耗和导通损耗,影响DC-DC效率;

② 单点接地

单点接地,指的是信号地和功率地进行单点接地,功率地上会有比较大的开关噪声,所以需要尽量避免对敏感小信号造成干扰,如FB反馈管脚。

大电流地:L,Cin,Cout,Cboot连接到大电流地的网络;

小电流地:Css,Rfb1,Rfb2单独连接到信号地的网络;

下图是TI的一个开发板的layout,红色为上管开时的电流路径,蓝色为下管开时的电流路径;如下的layout有如下比较好的优点:

① 输入输出电容的GND用铜皮进行连接,摆件时,两者的地尽量放一起;
② DC-DC Ton和Toff时的电流路径都很短;
③ 右边小信号是单点接地,距离比较远,免受左边大电流开关噪声的影响;

TI某开发板的DC-DC PCB layout

03 实例

如下给出一个典型DC-DC BUCK电路的layout,SPEC中给出如下几点:

输入电容,高边MOS管,和续流二极管形成的开关回路尽可能小和短;

输入电容尽可能靠近Vin Pin脚;

确保所有反馈连接短而直接,反馈电阻和补偿元件尽可能靠近芯片;

SW远离敏感信号,如FB;

将VIN、SW,特别是GND分别连接到一个大的铜区,以冷却芯片,提高热性能和长期可靠性;


DC-DC BUCK典型电路

layout指导

04 小结一下

DC-DC电路的layout至关重要,直接影响到DC-DC的工作稳定性和性能,一般DC-DC芯片的SPEC都会给出layout指导,可参考进行设计。

今天的文章内容到这里就结束了,希望对你有帮助。

  • 分享到:

 

猜你喜欢

  • 主 题:ADI面向5G、AI、服务器和PoE应用的高性能电源解决方案
  • 时 间:2023.02.08
  • 公 司:ADI&Arrow