DC/DC轉(zhuǎn)換器的高密度印刷電路板布局——第2部分
發(fā)布時間:2020-12-24 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】正如筆者在第1部分中所提,專用于電源管理的印刷電路板(PCB)面積對系統(tǒng)設(shè)計人員而言是極大的約束。降低轉(zhuǎn)換損耗是一項基本要求,以便能在PCB基板面有限的空間受約束型應(yīng)用中實現(xiàn)緊湊的方案。
在電路板上具有戰(zhàn)略意義的位置靈活部署轉(zhuǎn)換器的能力也很重要 —— 以大電流負(fù)載點(diǎn)(POL)模塊為例,處于鄰近負(fù)載的最佳位置可降低導(dǎo)通壓降并改善負(fù)載瞬態(tài)性能。
請細(xì)看圖1中外形微縮的降壓型轉(zhuǎn)換器的功率級布局。作為一個嵌入式POL模塊實施方案,它采用了一個全陶瓷電容器設(shè)計、一個高效屏蔽式電感器、若干垂直堆疊的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、一個電壓模式控制器以及一個具有2盎司覆銅的六層PCB。
圖1:25A同步降壓型轉(zhuǎn)換器PCB布局和實施方案
本設(shè)計的主要原則是實現(xiàn)高功率密度和低材料清單(BOM)成本。它總共占用的PCB面積為2.2cm2(0.34in2),每單位面積產(chǎn)生的有效電流密度為11.3A/cm2(75A/in2)。3.3V輸出時每單位體積的功率密度為57W/in2(930W/in3)。
為達(dá)到高功率密度,通常的做法是增加開關(guān)頻率。相比之下,您可通過具有戰(zhàn)略意義的組件選擇來實現(xiàn)小型化,同時保持300kHz的較低開關(guān)頻率,旨在減少M(fèi)OSFET開關(guān)損耗和電感器磁芯損耗等與頻率成比例的損失。表1列出了本設(shè)計的基本組件。
表1:POL模塊組件、封裝大小和推薦的焊盤尺寸
高密度PCB設(shè)計的價值主張
顯然,PCB是一個設(shè)計中的重要(有時是最昂貴的)組件。為高密度DC/DC轉(zhuǎn)換器精心策劃并認(rèn)真實施的PCB布局的價值主張在于:
● 在空間受限型設(shè)計(縮減的解決方案體積和占位面積)中實現(xiàn)更多的功能。
● 減小開關(guān)環(huán)路的寄生電感,有助于:
● 減少功率MOSFET電壓應(yīng)力(開關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓尖峰)和鳴響。
● 降低開關(guān)損耗。
● 減少電磁干擾(EMI)、磁場耦合和輸出噪聲信號。
● 額外的容限可確保在輸入軌瞬態(tài)電壓干擾中安然無恙(特別是在寬VIN范圍的應(yīng)用里)。
● 增加可靠性和穩(wěn)健性(降低組件溫度)。
● 通過縮小PCB、減少濾波組件并去除緩沖器來節(jié)約成本。
● 與眾不同的設(shè)計可提供競爭優(yōu)勢、贏得客戶關(guān)注并增加收入。
公平地說,PCB布局可決定一個開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器最終實現(xiàn)的性能。當(dāng)然,不必花無數(shù)個小時為EMI、噪聲、信號完整性以及與較差布局相關(guān)的其它問題進(jìn)行調(diào)試,這會讓設(shè)計人員感到非常高興。
免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題,請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。
推薦閱讀:
特別推薦
- 兆易創(chuàng)新GD32F30x STL軟件測試庫獲得德國萊茵TüV IEC 61508功能安全認(rèn)證
- 芯科科技第三代無線開發(fā)平臺引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
- MSO 4B 示波器為工程師帶來更多臺式功率分析工具
- 艾為電子推出新一代高線性度GNSS低噪聲放大器——AW15745DNR
- 瑞薩發(fā)布四通道主站IC和傳感器信號調(diào)節(jié)器, 以推動不斷增長的IO-Link市場
- e絡(luò)盟現(xiàn)貨供應(yīng) Abracon 新推出的 AOTA 系列微型鑄型電感器
- 加賀富儀艾電子推出支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙的無線局域網(wǎng)/藍(lán)牙組合模塊
技術(shù)文章更多>>
- 數(shù)字驅(qū)動工業(yè),智能賦能制造 AMTS & AHTE SOUTH CHINA 2024同期會議全公開!
- 團(tuán)體觀展招募!104CEF開啟組團(tuán)觀眾通道,解鎖更多禮遇
- 觸摸式OLED顯示屏有望重新定義汽車用戶界面
- 用Python自動化雙脈沖測試
- 揭秘電動汽車中直流鏈路電容器的奧秘(上)
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
電阻觸控屏
電阻器
電阻作用
調(diào)速開關(guān)
調(diào)諧器
鼎智
動力電池
動力控制
獨(dú)石電容
端子機(jī)
斷路器
斷路器型號
多層PCB
多諧振蕩器
扼流線圈
耳機(jī)
二極管
二極管符號
發(fā)光二極管
防靜電產(chǎn)品
防雷
防水連接器
仿真工具
放大器
分立器件
分頻器
風(fēng)力渦輪機(jī)
風(fēng)能
風(fēng)扇
風(fēng)速風(fēng)向儀