DC-DC电源设计一般需要掌握的设计经验-赵工

2020-10-07 14:31:00
平芯微
原创
148

DC-DC非隔离电源设计一般需要掌握的设计经验

                                                                          平芯微赵工

电源电路不同于一般认为的只有电路连接正常,对应芯片规格书的线路图连接一样即可这么简单的。

本人从事多年的 FAE技术支持工作,处理解决过总的近千个案例,接触过各种各样的问题,这个就不细讲,对于 DC-DC非隔离电源 PCB lay设计,下面分享一下个人对于常规的一些画板经验,初次编辑,文采不足,欢迎大家探讨与指点。


直接主题:

1,输入端:

输入电容 CIN

常见案例,如直接去掉 CIN22uf改成 1uf等。这些都是不可取的,输入电容 CIN的滤波稳压作用是不可忽略的,输入电容 CINPCB设计中, 需要尽可能靠近在芯片的 VIN引脚位置,同时 加上 0.1uF的旁路高频去耦瓷片电容并靠近芯片 VIN引脚,有利于系统的稳定性, CIN是瓷片电容时,一般增加多个 CIN并联,也利于系统的稳定性。


输入尖峰电压吸收:

由于贴片陶瓷电容的 RMS 电流较小,若仅适用瓷片电容,在 9V15V30V50V,70V90V输入冲击电压会达到输入最大电压的 3-4 倍,可能会超出芯片 Vin 脚的耐压,造成芯片损坏,

一般建议是:

1, 输入电容加电解电容

2, 加 TVS

3, 输入正极串联电阻

如上图的 D4CA

    

     2 FB输出电压反馈

     要远离干扰源,如电感器和续流二极管,反馈电阻要靠近芯片 FB引脚位置摆放。

如下图, R1R2是反馈电阻, C2是反馈旁边电容, C2根据芯片规格书选择加和不加。

输出反馈电阻 R1要从输出电容 COUT端单点走线接到 R1位置,不能从电感器出走线,输出电容滤波后对 FB 采样的精确度和抗干扰效果更好,同时 R1/R2电阻需要精度 1%的。  

             

3, 输出端

输出电容 COUT

输出电容 COUT也是存在节省成本,电容不加和严重减少容值问题,和 PCB lay的位置摆放。在一些 DC-DC芯片中,如果存在 vout引脚, cout也是需要靠近 vout引脚摆放。


同时加上 0.1uF的旁路高频去耦瓷片电容,有利于系统的稳定性, Cout是瓷片电容时,一般增加多个 Cout并联,也利于系统的稳定性。

注意:输入电容和输出电容接 GND的回路画板也需要注意,不要从电感干扰源底部经过,如下图,这会造成系统不稳定。

 


4,二极管选择:

二极管的耐压值和电流均需要留有一定的余量,大概 40%左右

如下图:续流二极管 D1 的推荐选择肖特基二极管,使用快管效率会损伤,普通整流二极管无法正常使用。


5,电感器:

电感器不可直接贴近 IC 或者倒放在 IC 上,避免电感高频电流信号对芯片内部小信号的干扰;电感器的选择要依据芯片规格书的公式或者推荐值。跟芯片的工作频率是由直接关系,频率高,可选择低感值的电感器,频率低,需选择高感值的电感器,如 PW5300的工作频率是 1MHZ,可选 3.3UH,4.7uh等, PW2153的工作频率是 140kHZ,建议是 47uh-22uh。同时芯片的输出功率决定了选择多大的电感器,一般主要看选择的电感器的饱和电流,再综合尺寸,散热,效率等来选择贴片电感或者环形电感。




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