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开关直流电源布线过程中需学习的知识

上期我们谈到了布局方面的注意事项,对于layout 工程师来说直流电源模块布局完成时,直流电源布线也就基本已经规划好,布局做好,直流电源布线自然水到渠成。

如下图1所示原理图:

开关直流电源布线过程中需学习的知识

从原理图中我们可以看到:

a:主直流电源电流通道(红色)

b:地的区别(直流电源地 、信号地、其他信号地)

c:反馈通道(蓝色)

d:续流回路。

对于上述开关直流电源的直流电源布线的处理时,我们还是有以下事项需要注意:

开关管部分:  尽量粗短,一般用铺铜实现,考虑大直流电源电流通道。

输入输出滤波:注意到直流电源平面的过孔数目和位置,在滤波电容之后。

输入输出的地:用大铜皮连接到一起,多打地孔到平面(开关管特殊要求除外)。

控制直流电源电路设计的地:模拟地,与大直流电源电流地分开,单点接地。

控制直流电源电路设计的采样:模拟信号,采样点在输出滤波之后,如果有直流电源电流采样和直流电源电压采样,布成差分线的紧耦合形式,采样线尽量短,减小受干扰的空间。

控制直流电源电路设计的调制输出:模拟信号,不要在开关管下走长线,远离大直流电源电流的直流电源和地等区域。

下面我们还是借用芯片的datasheet图例来一起看一下开关直流电源直流电源布线的一些注意事项,如下图2所示:

开关直流电源布线过程中需学习的知识

图2:某直流电源芯片layout guide

从datasheet要求来看主要需要我们注意:

输入输出回路尽量小满足载流且满足共地。

模拟地与大直流电源电流地分开,单点接地。

反馈信号处理 以及芯片散热等。

在我们的实际设计应用中对于上述开关直流电源直流电源电路设计可能会进行优化调整如图3所示原理图,其主要核心部分还是一致,如图3所示是该模块原理图和直流电源布线展示的示例:

开关直流电源布线过程中需学习的知识

图3.1:SCH

开关直流电源布线过程中需学习的知识

图3。2:直流电源布线展示


我们可以从直流电源布线展示图中可以看到基本按照layout guide设计,但我们还需要注意以下细节:大直流电源电流通道滤波直流电源电路设计孔的位置和数量;输入输出地的铺铜共地连接;采样直流电源电路设计避免受干扰;芯片模拟地与大直流电源电流地的区分与单点相连,以及芯片的散热!

接着上期的“IPC”PCB设计大赛的开关直流电源,如下图4原理图和直流电源布线展示:

开关直流电源布线过程中需学习的知识

图4-1:原理图

直流电源布线展示

图4-2:直流电源布线展示

从原理图中我们可以看出,控制芯片、MOS管等元器件处理,大直流电源电流、直流电源电压反馈等细节我们需要特别注意。

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