高效率,高密度和低生產(chǎn)成本推動(dòng)了DC/DC轉(zhuǎn)換器的不斷發(fā)展,為汽車,工業(yè),個(gè)人電子和通信市場提供了越來越廣泛的電源應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)這些設(shè)計(jì)目標(biāo),開關(guān)轉(zhuǎn)換器的緊湊而創(chuàng)新的印刷電路板(PCB)布局設(shè)計(jì)在推動(dòng)更小尺寸的解決方案方面取得了長足的進(jìn)步。 PCB布局本身通常是一個(gè)多目標(biāo)學(xué)科,因?yàn)樗苯佑绊?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/2364/" target="_blank">電氣,機(jī)械,熱和電磁行為。
這個(gè)由三部分組成的系列[1]的第1部分專注于電源轉(zhuǎn)換器PCB設(shè)計(jì)和相關(guān)考慮因素四開關(guān)降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為研究PCB布局提供了便利的平臺(tái),因?yàn)槟梢暂p松地將分析推斷到其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。步驟1和2(在第1部分中討論)討論了多層PCB疊層以及開關(guān)轉(zhuǎn)換器的臨界電流回路和電壓節(jié)點(diǎn)。在第2部分中,我將探討第3步,功率元件布局以實(shí)現(xiàn)最佳開關(guān)穩(wěn)壓器性能,同時(shí)考慮功率級熱設(shè)計(jì)和電磁干擾(EMI)考慮因素。步驟4深入研究控制IC和小信號元件的布局規(guī)劃和定位。
步驟3:功率級元件放置
基于高di/dt電流回路識(shí)別在步驟2(第1部分)中詳細(xì)說明,功率級組件的周到和戰(zhàn)略性布置是必不可少的。隨著開關(guān)速度的提高和封裝寄生效應(yīng)的降低,功率MOSFET開關(guān)性能的瓶頸正在從硅轉(zhuǎn)向換相回路寄生阻抗[2]。使用參考文獻(xiàn)3中的同步降壓 - 升壓拓?fù)涫纠季?,圖1中的屏幕捕獲說明了功率MOSFET的布局,寬高比率占位電流分流器以及PCB頂層的輸入和輸出陶瓷電容器。
薄型MOSFET(3 mm) x 3 mm)和陶瓷電容器(1210占位面積)專門位于PCB的頂部。同時(shí),較高的元件(電感和大容量電容)位于底部。輸入電容靠近降壓腿MOSFET。類似地,輸出電容器位于升壓腿裝置附近,從而為兩個(gè)開關(guān)支路提供緊密,對稱的布局。請注意,分流電阻會(huì)擴(kuò)大兩個(gè)開關(guān)環(huán)路的面積。分流電阻具有較寬的縱橫比(1225占位面積)和較短的導(dǎo)通路徑,可提供低電感以及減少功率回路1和2的長度,由圖1中的while邊界表示。
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