DC-DC非隔离电源PCB布局经验 -实战入门篇
2020-10-12 23:51:28
admin
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                            DC-DC非隔离电源PCB布局经验 -实战入门篇

       开关电源 DC-DC电源的 PCB布局是极其重要的,这点毋庸置疑。特意说明,并非平芯微的 DC-DC芯片对 PCB布局要求高,是所有 DC-DC转换芯片。

      本人通过多年的 FAE经验,累计接触处理技术问题过千数量。在这里对于客户应用 DC-DC转换芯片时常见问题,最实用的几点做下简单的要求和介绍。

1, 输入电容 CIN

输入电容 CIN的滤波稳压作用是不可忽略的,保证整个 DC-DC电路稳定工作的前提。请务必不要在这里节省电容成本。同时注意 PCB布局时,对于输入电容的摆放位置,需要靠近 ICVIN脚,同时加 0.1uF-1uF的高频去耦贴片电容(图 1 ),电容 CIN不可放置远离芯片的 VIN引脚位置(图 2)。同时 2-3CIN电容并联也有利于电路的稳定性。


如下图 PW5200C典型电路,芯片无V IN引脚,就无需靠近芯片, CIN改放置电感器旁。

 

12V起,我们对于 DC-DC电路的输入开关时的瞬间冲击电压,即输入尖峰电压就会有了更深的体会和认识(可见的表现如:连接接触时的电击声)。由于贴片陶瓷电容的 RMS 电流较小,若仅适用瓷片电容,输入开关拔插时的尖峰电压(高于输入电压呈倍数)会损坏芯片的 VIN和其他器件。

常用的输入尖峰电压吸收解决方案:

1, 输入电容改电解电容或加电解电容 10Uf-100uf不等

2, 加 TVS

3, 输入正极串联电阻(例:图 3

2, FB反馈电阻 R1,R2

R1,R2的 PCB放置需远离干扰源,如续流二极管,电感器及其电感器的开关电路,如 SW引脚与电感器, LX引脚与电感器的 PCB连接部分(图 4红色圈部分)。


R1,R2的 PCB布局位置要放置于芯片 FB引脚旁(图 5),尽量避免过孔,同时上拉电阻一般是 R1R1与输出正极的连接,从输出电容 COUT单点走线到 R1(图 5蓝色线), FB 采样的精确度和抗干扰效果更好,不能从开关元件电感器单点接 R1 (图4粉色圈)

 


3, 输出电容 COUT

输出电容 COUT跟输入电容 CINPCB布局放置一样的:

1, COUT靠近芯片 VOUT引脚

2, COUT靠近电路的开关元件电感或者肖特基二极管,追求稳定可再加 COUT1,如图 7。不应远离特别是过孔后如图 6

  


4, 肖特基二极管:

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。 PCB布局布线时 要粗,宽,尽量短,如图 7


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。 SW引脚与电感器的连接要宽,粗,短,如上文图 4红色部分。电感器的选择看电感器的饱和电流额定电流。一般饱和电流选择大实际流过电感器电流值一倍起,越大可提高一点效率。

频率低,如 130Khz的,需要电感器感值较大的,如 33UH左右,频率高,如 1MHZ,电感器感值小,如 3.3uh左右。低频高感,高频低感。 33UH小功率一般来说可以用贴片电感器,大的比较推荐环形电感器,成本更低。

常用的贴片电感:功率电感,屏蔽电感,一体成型电感

6, 其他:

                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,其表现之一为:输出能力大大减小一半左右。

  


7,更新:

           为了方便客户在 PCB布局画线时粗线布局的更好发挥,,平芯微更新了芯片产品的数据手册,在典型电路图增加粗线,以便引导。


结尾:

总的来说,对于刚接触和不太熟悉 DC-DC电源转换电路的客户,在应用平芯微产品和其他友商产品时,上述的内容都能帮助你迈入最踏实的第一步。

 

       注:才疏学浅,对于文案的编辑经验不多,欢迎大家多留言讨论。

杨工 最后编辑, 2020-10-17 13:43:10