開關模式電源電路板布局的黃金法則
發布時間:2022-10-19 來源:ADI 責任編輯:wenwei
【導讀】本ben文wen介jie紹shao有you關guan實shi現xian優you化hua電dian路lu板ban布bu局ju的de基ji礎chu知zhi識shi,在zai設she計ji開kai關guan模mo式shi電dian源yuan時shi,優you化hua電dian路lu板ban布bu局ju是shi一yi個ge重zhong要yao方fang麵mian。合he理li布bu局ju可ke以yi確que保bao開kai關guan穩wen壓ya器qi保bao持chi穩wen定ding工gong作zuo,並bing盡jin可ke能neng降jiang低di輻fu射she幹gan擾rao和he傳chuan導dao幹gan擾rao(EMI)。這一點電子開發人員都很清楚。但是,大家並不知道,開關模式電源的優化電路板布局應該是什麼樣子的。
圖1所示為 LT8640S 評估板電路。這是一個降壓開關穩壓器,支持高達42 V的輸入電壓,可提供高達6 A的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)。所(suo)有(you)元(yuan)件(jian)都(dou)緊(jin)密(mi)排(pai)列(lie)在(zai)一(yi)起(qi)。一(yi)般(ban)建(jian)議(yi)將(jiang)元(yuan)件(jian)盡(jin)可(ke)能(neng)緊(jin)密(mi)地(di)排(pai)列(lie)在(zai)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)。這(zhe)種(zhong)說(shuo)法(fa)並(bing)無(wu)錯(cuo)處(chu),但(dan)是(shi),如(ru)果(guo)目(mu)標(biao)是(shi)獲(huo)得(de)優(you)化(hua)電(dian)路(lu)板(ban)布(bu)局(ju),可(ke)能(neng)就(jiu)未(wei)必(bi)合(he)適(shi)。在(zai)圖(tu)1中,開關穩壓器IC周圍有數個(11個)無源元件。在部署這些無源元件時,哪些元件應該優先部署?為什麼呢?
圖1. LT8640S開關穩壓器的電路板,元件布局緊密,所以電路板布局非常緊湊。
在開關穩壓器PCB設計中,最重要的原則是:傳輸高開關電流的走線越短越好。如果能夠成功實踐這一原則,開關穩壓器電路板的很大部分都能合理布局。
ruhezaidianlubanbujuzhongqingsongshixianzhetiaohuangjinfazene?diyibu,zhaochukaiguanwenyaqituopuzhongdeguanjianlujing。zaizhexieguanjianlujingzhong,dianliuhuisuikaiguanqiehuanerbianhua。tu2顯示降壓型轉換器(降壓拓撲)的(de)典(dian)型(xing)電(dian)路(lu)。關(guan)鍵(jian)路(lu)徑(jing)以(yi)紅(hong)色(se)顯(xian)示(shi)。這(zhe)些(xie)連(lian)接(jie)線(xian)路(lu)可(ke)能(neng)傳(chuan)輸(shu)滿(man)電(dian)流(liu),也(ye)可(ke)能(neng)不(bu)傳(chuan)輸(shu)電(dian)流(liu),具(ju)體(ti)取(qu)決(jue)於(yu)電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)的(de)狀(zhuang)態(tai)。這(zhe)些(xie)路(lu)徑(jing)越(yue)短(duan)越(yue)好(hao)。在(zai)降(jiang)壓(ya)型(xing)轉(zhuan)換(huan)器(qi)中(zhong),輸(shu)入(ru)電(dian)容(rong)應(ying)盡(jin)可(ke)能(neng)靠(kao)近(jin)開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)IC的VIN引腳和GND引腳。
圖2. 降壓型開關穩壓器的原理圖,其中電流快速變化的路徑以紅色顯示。
圖3顯(xian)示(shi)升(sheng)壓(ya)拓(tuo)撲(pu)電(dian)路(lu)的(de)基(ji)本(ben)原(yuan)理(li)圖(tu)。該(gai)電(dian)路(lu)將(jiang)低(di)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)為(wei)更(geng)高(gao)電(dian)壓(ya)。同(tong)樣(yang),電(dian)流(liu)會(hui)隨(sui)電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)切(qie)換(huan)而(er)變(bian)化(hua)的(de)電(dian)流(liu)路(lu)徑(jing)以(yi)紅(hong)色(se)顯(xian)示(shi)。需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)一(yi)點(dian),輸(shu)入(ru)電(dian)容(rong)的(de)布(bu)局(ju)位(wei)置(zhi)根(gen)本(ben)不(bu)重(zhong)要(yao)。輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)的(de)布(bu)局(ju)位(wei)置(zhi)才(cai)更(geng)為(wei)關(guan)鍵(jian)。它(ta)必(bi)須(xu)盡(jin)可(ke)能(neng)靠(kao)近(jin)反(fan)激(ji)二(er)極(ji)管(guan)(或高側開關)以及低側開關的接地連接。
圖3. 升壓型開關穩壓器的原理圖,其中電流快速變化的路徑以紅色顯示。
ranhou,keyijianceqitarenyikaiguanwenyaqituopu,yilejiezaiqiehuandianyuankaiguanshi,dianliuruhebianhua。chuantongfangfayibanshidayinchudianlu,ranhouyongsanzhongbutongyansedecaibihuachudianliulujing。yongdiyizhongyansebiaochudaotongqijiandedianliulujing,yejiushi,dianyuankaiguankaiqishidedianliulujing。yongdierzhongyansebiaochuguanduanqijiandedianliulujing,yejiushi,dianyuankaiguanguanbishidedianliulujing。zuihou,yongdisanzhongyansebiaochuqianmianjinyidiyizhongyansehejinyidierzhongyansebiaojiguodesuoyoudianliulujing。tongguozhezhongfangshi,jiukeyiqingxidikanchudianliuhuisuidianyuankaiguanqiehuanerbianhuadeguanjianlujing。
duiyujingyanbuzudedianlushejirenyuaneryan,kaiguanwenyaqidedianlubanbujujiuxiangshiyizhongheimofa。qihexinfazejiushizaishejidianliuhuisuikaiguanqiehuanbianhuadezouxianlujingshi,yingjinkenengduan,jinkenengjincou。zhejieshiqilaihenjiandan,henfuheluojiguanxi,yeshikaiguanmoshidianyuanshejizhongshixianyouhuadianlubanbujudejichu。
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