Zusammenfassung des Layoutdesigns eines DC-Schaltnetzteils
Das DC-DC-Layout ist sehr wichtig und wirkt sich direkt auf die Stabilität und den EMI-Effekt des Produkts aus. Die zusammenfassenden Erfahrungen/Regeln lauten wie folgt:
1. Behandeln Sie die Rückkopplungsschleife gut (entsprechend R1-R2-R3-IC_FB&GND in der obigen Abbildung), die Rückkopplungsleitung sollte nicht unter den Schottky gehen Gehen Sie nicht unter die Induktivität (L1), gehen Sie nicht unter den großen Kondensator, lassen Sie sich nicht von Hochstromschleifen umgeben. Bei Bedarf können der Abtastwiderstand und ein 100pF-Kondensator verwendet werden, um die Stabilität zu erhöhen (aber die vorübergehend wird ein wenig beeinträchtigt);
2. Die Rückkopplungsleitung sollte eher dünn als dick sein, denn je breiter die Leitung, desto deutlicher ist der Antenneneffekt, der sich auf die Stabilität der Schleife auswirkt. Verwenden Sie im Allgemeinen 6-12mils-Draht;
3. Alle Kondensatoren sollten so nah wie möglich am IC platziert werden;
4. Die Induktivität wird entsprechend der Kapazität von 120-130 Prozent des Spezifikationsindex ausgewählt und sollte nicht zu groß sein, da dies Auswirkungen auf die Effizienz und den Übergangszustand hat.
5. Der Kondensator wird entsprechend der Kapazität von 150 Prozent der Spezifikation ausgewählt. Wenn Sie Chip-Keramikkondensatoren mit 22 uF verwenden, ist es besser, zwei 10 uF parallel zu verwenden. Wenn die Kosten nicht empfindlich sind, kann der Kondensator größer sein. Besondere Erinnerung: Wenn Sie einen Aluminium-Elektrolytkondensator als Ausgangskondensator verwenden, denken Sie daran, einen Hochfrequenz- und Niederwiderstandskondensator zu verwenden und nicht nur einen Niederfrequenz-Filterkondensator zu verwenden!
6. Minimieren Sie den umschlossenen Bereich der großen Stromschleife so weit wie möglich. Wenn das Schrumpfen unbequem ist, verwenden Sie Kupfer, um einen schmalen Schlitz zu bilden.
7. Verwenden Sie an kritischen Schaltkreisen keine Wärmewiderstandspads, da diese zu redundanten induktiven Eigenschaften führen.
8. Versuchen Sie bei der Verwendung von Masseebenen, die Integrität der Masseebene unterhalb der Eingangsschaltschleife aufrechtzuerhalten. Jedes Schneiden der Masseebene in diesem Bereich verringert die Wirksamkeit der Masseebene, und selbst Signaldurchkontaktierungen durch die Masseebene erhöhen ihre Impedanz.
9. Via-Löcher können verwendet werden, um Entkopplungskondensatoren und IC-Masse mit der Masseebene zu verbinden, wodurch die Schleife minimiert werden kann. Beachten Sie jedoch, dass die Induktivität von Vias etwa 0,1~0,5 nH beträgt, was je nach Dicke und Länge der Vias variiert und die Gesamtinduktivität der Schleife erhöhen kann. Für Verbindungen mit niedriger Impedanz sollten mehrere Vias verwendet werden.
Im obigen Beispiel trugen die zusätzlichen Durchkontaktierungen zur Masseebene nicht dazu bei, die Länge der C-IN-Schleife zu reduzieren. Aber in einem anderen Beispiel ist es sehr effektiv, die Schleifenfläche durch Durchgangslöcher zu reduzieren, da der Pfad auf der obersten Schicht sehr lang ist.
10. Es ist zu beachten, dass die Verwendung der Erdungsschicht als Pfad für die Stromrückführung zu starken Störungen in der Erdungsschicht führt. Aus diesem Grund kann die lokale Erdungsschicht isoliert und über einen rauscharmen Punkt mit der Haupterde verbunden werden.
11. Wenn sich die Bodenschicht sehr nahe an der Strahlungsschleife befindet, wird ihre Abschirmwirkung auf die Schleife wirksam verstärkt. Daher kann beim Entwurf einer mehrschichtigen Leiterplatte die komplette Masseebene auf der zweiten Schicht platziert werden, sodass sie direkt unter der obersten Schicht liegt, die einen großen Strom führt.
12. Ungeschirmte Induktoren erzeugen einen großen magnetischen Streufluss, der in andere Schleifen und Filterkomponenten gelangt. Bei rauschempfindlichen Anwendungen sollten halbgeschirmte oder vollständig geschirmte Induktoren verwendet werden und empfindliche Schaltkreise und Schleifen sollten vom Induktor ferngehalten werden.
