钜大LARGE | 点击量:1710次 | 2020年08月29日
DCDC开关电源的布局设计总结
现在的电源多种多样,但是常用地还是开关电源,相关的Layout相关经验,供各位EE参考。先上一张MpS经典热销产品Mp1470的典型应用图,可以轻松实现12V转3.3V/2A:
DC-DC的layout非常重要,会直接影响到产品的稳定性与EMI效果,总结相关经验/规则如下:1、处理好反馈环(对应上图中R1-R2-R3-IC_FB&GND),反馈线不要走肖特基下面,不要走电感(L1)下面,不要走大电容下面,不要被大电流环路包围,必要时可在取样电阻并个100pF的电容新增稳定性(但瞬态会受到一点影响);2、反馈线宁可细不要粗,因为线越宽,天线效应越明显,影响环路的稳定性。一般用6-12mils的线;
3、所有电容尽可能靠近IC;4、电感按规格书指标的120-130%的容量选取,不可过大,过大会影响效率和瞬态;5、电容按规格书的150%的容量选取。假如是用贴片陶瓷电容,假如用22uF,用两个10uF并联会更好。若关于成本不敏感,电容可用更大些。特别提示:输出电容,若是用铝电解电容,千万记得要用高频低阻的,不可随便放个低频滤波电容!6、尽可能缩小大电流环路的包围面积。假如不方便缩小,用敷铜的方式变成一条窄缝。
7、不要在关键回路上使用热阻焊盘,它们会引入多余的电感特性。8、当使用地线层的时候,要尽力保持输入切换回路下面的地层的完整性。任何对这一区域地线层的切割都会降低地线层的有效性,即使是通过地线层的信号导通孔也会新增其阻抗。9、导通孔可以被用于连接退藕电容和IC的地到地线层上,这可使回路最短化。但要牢记的是导通孔的电感量大约在0.1~0.5nH之间,这会根据导通孔厚度和长度的不同而不同,它们可新增总的回路电感量。关于低阻抗的连接来说,使用多个导通孔是应该的。
在上面的例子中,通到地线层的附加导通孔对缩减CIN回路的长度没有帮助。但在另一个例子中,由于顶层的路径很长,通过导通孔来缩小回路面积就十分有效。
10、要注意的是将地线层作为电流回流的路径会将大量噪声引入地线层,为此可将局部地线层独立出来,再通过一个噪声很低的点接入主地当中。
11、当地线层很靠近辐射回路的时候,其对回路的屏蔽效果会得到有效的加强。因此,在设计局多层pCB的时候,可将完整的地线层放在第二层,使其直接位于承载了大电流的顶层的下面。
12、非屏蔽电感会生成大量的漏磁,它们会进入其他回路和滤波元件之中。在噪声敏感的应用中应当使用半屏蔽或全屏蔽的电感,还要让敏感电路和回路远离电感。
解决EMI问题可能是一件很复杂的事情,尤其是在面对完整的系统,同时又不了解辐射源所在的时候。有了有关高频信号和开关切换式转换器中的电流回路的基础知识,再加上对元器件和pCB布局在高频情况下的表现的了解,结合某些简单自制工具的使用,要想找出辐射源和降低辐射的低成本解决方法,从而轻松的解决EMI问题是有可能的。预告下期将为大家带来一个DIYEMI探测工具。相信这些开关电源的相关经验对初学的一些工程师来说,会有一定的帮助。