DC/DC转换器在地线连接中具有哪些布线技巧?
电荷泵为容性储能DC-DC产品,可以进行升压,也可以作为降压使用,还可以进行反压输出。电荷泵消除了电感器和变压器所带有的磁场和电磁干扰。
在 DC/DC 转换器(尤其是开关式)设计中,地线(GND)连接和布线的质量对稳定性、效率和电磁兼容性至关重要。以下是一些关键的布线技巧:
-
严格区分功率地与信号地(AGND, PGND Separation):
- 概念: 将转换器内部以及板上的“脏”的大电流功率回路路径(PGND - 通常包含输入电容负端、开关节点附近的器件、输出电容负端和电感)与“干净”的小信号参考地(AGND - 通常包含转换器的反馈网络、误差放大器、电压基准等)在物理上分隔开。
- 布线:
- 为 PGND 和 AGND 使用独立的、连续的铜区域或走线。
- 避免让大电流的 PGND 回路电流流经敏感的 AGND 区域。
- 关键点: 通常只在 输入滤波电容的负端(或输出电容负端) 这个单一的低阻抗点将 PGND 和 AGND 连接在一起。这是推荐的“单点接地”策略的核心连接点。
- 不要随意在板上打孔将 PGND 和 AGND 连接,避免产生地环路引入噪声。
-
建立完整、低阻抗的功率回路:
- 最小化高频功率回路面积: 最关键的功率回路是:输入电容正极 -> 高边开关管 -> 开关节点(SW) -> 电感 -> 输出电容正极 -> 输出电容负极 -> 输入电容负极 (实际上形成一个电流流向相反的大电流回路)。这个路径要尽可能短、宽、直接。
- 布线:
- 输入电容(CIN)、开关管(QHS/QLS)、电感(L)、输出电容(COUT)这些关键功率器件的GND连接点要尽可能靠近摆放,并使用宽且短的铜箔/铺铜连接,形成紧凑的“菊花链”。
- 使用大面积铺铜(Pour) 作为功率地平面,而不是细长的走线,以降低电阻和电感。
- 确保功率回路的物理路径所包围的面积尽可能小,减小电流突变(di/dt)产生的磁场辐射(EMI)和电感压降。
-
为大电流路径使用足够的过孔(Via):
- 当信号或电源需要穿越不同层时(比如连接顶层功率地和内层地平面),在大电流路径和地连接点使用多个并联过孔。
- 布线:
- 在输入电容GND、输出电容GND、电感GND、控制器/驱动器的PGND脚附近,放置数组(Array)过孔连接到内层(通常是多层板)或底层的完整地平面。
- 过孔数量和尺寸需根据预期电流计算选择,提供足够的载流能力和散热能力。通常直径8/12mil(孔/焊盘)的过孔能承载1A左右的电流作为参考,需查阅规范和计算。
- 这些过孔要尽量靠近元件引脚放置。
-
为小信号地提供干净、稳定的参考:
- 关键:反馈网络(Feedback Network)的地:
- 将反馈电阻分压器和转换器FB引脚(或补偿网络)连接的GND点必须直接且仅连接到干净的AGND区域。
- 这个AGND区域应远离功率开关节点(SW)、电感、大电流走线。
- 最好让反馈分压器的下电阻的GND端直接连接到AGND的单点连接点(即输入/输出电容的GND连接处)。
- 布线:
- 反馈走线要短、直接,最好在AGND平面之上走线。避免跨越PGND区域或开关噪声源(如SW节点、电感下方)。
- 避免将敏感AGND回路与任何大电流PGND路径长距离平行布线,防止容性或感性耦合。
- 关键:反馈网络(Feedback Network)的地:
-
注意开关器件下方和电感下方的地平面:
- MOSFET/开关管下方: 在布局上,高边(HS)和低边(LS)开关管的源极/漏极(通常是功率地连接点)下方区域是强噪声源。这个区域(以及其下对应的底层或内层)应该用作PGND平面。避免在这个区域下方放置敏感的AGND走线或器件。
- 电感下方: 电感(尤其是带铁芯的电感)会产生强交变磁场。其正下方区域禁止任何布线层(包括GND层)走线!理想情况下,在电感下方所有层进行开窗/挖空(Cutout) 处理(或者至少保证下方几毫米范围内无任何走线和过孔),以防止涡流损耗和噪声耦合。电感的GND连接点仅在其引脚处连接到PGND平面。
通用建议:
- 理解数据手册: 务必仔细阅读并遵循DC/DC转换器芯片厂商提供的布局指南(Layout Guidelines)。 这通常是最高优先级的信息源。
- 单点接地优先: 对于中小功率、不太复杂的转换器,“星型接地”或单点接地是首选策略(PGND和AGND在输入电容处汇合)。仅在非常高频、复杂、多通道或功率非常大的设计中,才可能需要仔细规划的多点接地平面策略。
- 地平面连续性: 尽量保持GND平面(尤其是AGND和PGND各自区域内部)的完整性和低阻抗,避免不必要的开槽或分割。
- 最小化走线电感: 所有功率路径,特别是地线,使用短、宽、直接的连接,并尽量减少过孔数量或使用并联过孔来降低寄生电感。
- PCB堆叠: 对于多层板,尽量有一个或几个连续完整的接地层(如第2层或倒数第2层)作为参考平面。
- 使用设计规则检查(DRC): 在布线完成后,务必进行DRC检查,确保没有短路、间距不足等问题,并特别注意GND连接。
- 仿真(可选): 对复杂或高性能电源,可以考虑使用电源完整性仿真工具辅助设计。
遵循这些地线布线技巧,能够显著提高DC/DC转换器的稳定性、效率(降低损耗)和EMI性能(降低噪声辐射和敏感性)。
DC-DC转换器控制回路分析
3.1显示了闭环工作的降压DC-DC转换器的示意图。有人看到PWM(vCTRL)的调制电压是通过PID控制器获得的处理参考电压(vREF)和
资料下载
姚小熊27
2021-06-17 16:28:35
采用电流模式DC-DC升压转换器芯片HM6293
HM6293是一款电流模式升压型DC-DC转换器。其内置0.14Ω功率MOS场效应晶体管的脉宽调制电路使这个转换器具有高功率效率。内部补偿网络也
资料下载
h1654156040.5061
2021-03-15 15:23:24
采用电流模式DC-DC升压转换器调节器HM6297
HM6297调节器具有输入量程、电流模式、DC/DC转换器,能够产生正电
资料下载
h1654156040.5061
2021-03-15 15:17:29
采用PWM/PSM的升压DC-DC转换器芯片HM5175
HM5175是一款采用PWM/PSM控制的电流模式升压DC-DC转换器。其内置40兆欧高压侧开关和40兆欧低压侧开关的PWM电路使该调节器具有很
资料下载
h1654156040.5061
2021-03-13 11:45:30
DC/DC转换器分为几类
型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用,尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制,且
升级版DC/DC转换器有什么优点?
系统,成为能够满足这种要求的最高能效解决方案。人们早已认识到模块化DC-DC转换器具有更高的能效和可靠性,但因其高成本,制造商并未在设计中使用这种转换器
换一换
- 如何分清usb-c和type-c的区别
- 中国芯片现状怎样?芯片发展分析
- vga接口接线图及vga接口定义
- 华为harmonyos是什么意思,看懂鸿蒙OS系统!
- 芯片的工作原理是什么?
- ssd是什么意思
- 什么是蓝牙?它的主要作用是什么?
- 汽车电子包含哪些领域?
- TWS蓝牙耳机是什么意思?你真的了解吗
- 什么是单片机?有什么用?
- 升压电路图汇总解析
- plc的工作原理是什么?
- 再次免费公开一肖一吗
- 充电桩一般是如何收费的?有哪些收费标准?
- ADC是什么?高精度ADC是什么意思?
- EDA是什么?有什么作用?
- 中科院研发成功2nm光刻机
- 苹果手机哪几个支持无线充电的?
- dtmb信号覆盖城市查询
- 怎样挑选路由器?
- 华为芯片为什么受制于美国?
- 元宇宙概念股龙头一览
- type-c四根线接法图解
- 锂电池和铅酸电池哪个好?
- 什么是场效应管?它的作用是什么?
- 如何进行编码器的正确接线?接线方法介绍
- 虚短与虚断的概念介绍及区别
- 晶振的作用是什么?
- 大疆无人机的价格贵吗?大约在什么价位?
- 苹果nfc功能怎么复制门禁卡
- 单片机和嵌入式的区别是什么
- amoled屏幕和oled区别
- BLDC电机技术分析
- 复位电路的原理及作用
- dsp是什么意思?有什么作用?
- iphone13promax电池容量是多少毫安
- 苹果无线充电器怎么使用?
- 芯片的组成材料有什么
- 特斯拉充电桩充电是如何收费的?收费标准是什么?
- 直流电机驱动电路及原理图
- 自举电路图
- 通讯隔离作用
- 苹果笔记本macbookpro18款与19款区别
- 新斯的指纹芯片供哪些客户
- 伺服电机是如何进行工作的?它的原理是什么?
- 传感器常见类型有哪些?
- 无人机价钱多少?为什么说无人机烧钱?
- 以太网VPN技术概述
- 手机nfc功能打开好还是关闭好
- 十大公认音质好的无线蓝牙耳机