DC / DC转换器怎样为PCB布局(2)

描述

高效率,高密度和低生产成本推动了DC/DC转换器的不断发展,为汽车,工业,个人电子和通信市场提供了越来越广泛的电源应用。为了实现这些设计目标,开关转换器的紧凑而创新的印刷电路板(PCB)布局设计在推动更小尺寸的解决方案方面取得了长足的进步。 PCB布局本身通常是一个多目标学科,因为它直接影响电气,机械,热和电磁行为。

这个由三部分组成的系列[1]的第1部分专注于电源转换器PCB设计和相关考虑因素四开关降压 - 升压转换器拓扑结构为研究PCB布局提供了便利的平台,因为您可以轻松地将分析推断到其他拓扑结构。步骤1和2(在第1部分中讨论)讨论了多层PCB叠层以及开关转换器的临界电流回路和电压节点。在第2部分中,我将探讨第3步,功率元件布局以实现最佳开关稳压器性能,同时考虑功率级热设计和电磁干扰(EMI)考虑因素。步骤4深入研究控制IC和小信号元件的布局规划和定位。

步骤3:功率级元件放置

基于高di/dt电流回路识别在步骤2(第1部分)中详细说明,功率级组件的周到和战略性布置是必不可少的。随着开关速度的提高和封装寄生效应的降低,功率MOSFET开关性能的瓶颈正在从硅转向换相回路寄生阻抗[2]。使用参考文献3中的同步降压 - 升压拓扑示例布局,图1中的屏幕捕获说明了功率MOSFET的布局,宽高比率占位电流分流器以及PCB顶层的输入和输出陶瓷电容器。

薄型MOSFET(3 mm) x 3 mm)和陶瓷电容器(1210占位面积)专门位于PCB的顶部。同时,较高的元件(电感和大容量电容)位于底部。输入电容靠近降压腿MOSFET。类似地,输出电容器位于升压腿装置附近,从而为两个开关支路提供紧密,对称的布局。请注意,分流电阻会扩大两个开关环路的面积。分流电阻具有较宽的纵横比(1225占位面积)和较短的导通路径,可提供低电感以及减少功率回路1和2的长度,由图1中的while边界表示。 

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