開關(guān)電源PCB該如何設(shè)計吶?
通常我們都知道對于 layout 工程師來說電源模塊布局完成時,布線也就基本已經(jīng)規(guī)劃好,布局做好,布線自然水到渠成。
如下圖 1 所示原理圖:
圖 1
從原理圖中我們可以看到:
a:主電流通道(紅色)
b:地的區(qū)別(電源地 、信號地、其他信號地)
c:反饋通道(藍色)
d:續(xù)流回路。
對于上述開關(guān)電源的布線的處理時,我們還是有以下事項需要注意:
開關(guān)管部分: 盡量粗短,一般用鋪銅實現(xiàn),考慮大電流通道。
輸入輸出濾波:注意到電源平面的過孔數(shù)目和位置,在濾波電容之后。
輸入輸出的地:用大銅皮連接到一起,多打地孔到平面(開關(guān)管特殊要求除外)。
控制電路的地:模擬地,與大電流地分開,單點接地。
控制電路的采樣:模擬信號,采樣點在輸出濾波之后,如果有電流采樣和電壓采樣,布成差分線的緊耦合形式,采樣線盡量短,減小受干擾的空間。
控制電路的調(diào)制輸出:模擬信號,不要在開關(guān)管下走長線,遠離大電流的電源和地等區(qū)域。
下面我們還是借用芯片的 datasheet 圖例來一起看一下開關(guān)電源布線的一些注意事項,如下圖 2 所示:
圖 2:某電源芯片 layout guide
從 datasheet 要求來看主要需要我們注意:
1. 輸入輸出回路盡量小滿足載流且滿足共地。
2. 模擬地與大電流地分開,單點接地。
3. 反饋信號處理 以及芯片散熱等。
在我們的實際設(shè)計應(yīng)用中對于上述開關(guān)電源電路可能會進行優(yōu)化調(diào)整如圖 3 所示原理圖,其主要核心部分還是一致,如圖 3 所示是該模塊原理圖和布線展示的示例:
圖 3.1:SCH
圖 3.2:布線展示
我們可以從布線展示圖中可以看到基本按照 layout guide 設(shè)計,但我們還需要注意以下細(xì)節(jié):大電流通道濾波電路孔的位置和數(shù)量;輸入輸出地的鋪銅共地連接;采樣電路避免受干擾;芯片模擬地與大電流地的區(qū)分與單點相連,以及芯片的散熱!
接著上期的“IPC”PCB 設(shè)計大賽的開關(guān)電源,如下圖 4 原理圖和布線展示:
圖 4-1:原理圖
圖 4-2:布線展示
從原理圖中我們可以看出,控制芯片、MOS 管等元器件處理,大電流、電壓反饋等細(xì)節(jié)我們需要特別注意。