DCDC電源PCB布局，PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-06-28
DC-DC電源是一種用于將直流（DC）電壓轉(zhuǎn)換為不同電壓級(jí)別的電源。它通過內(nèi)部的電路和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將輸入電壓調(diào)整為所需的輸出電壓，并提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。在DCDC電源電路中，PCB的布局對(duì)電路功能的實(shí)現(xiàn)和良好的各項(xiàng)指標(biāo)來說都十分重要。
關(guān)鍵器件的選擇
1、輸出電感
電感儲(chǔ)存磁能，確保電流穩(wěn)定輸出。選擇電感時(shí)需權(quán)衡大小，大電感損耗小但響應(yīng)慢，小電感快速響應(yīng)但損耗大。考慮飽和電流，保證濾波效果。
2、分壓電阻
分壓電阻形成分壓網(wǎng)絡(luò)，反饋輸出電壓給控制電路，精準(zhǔn)控制PWM占空比，穩(wěn)定輸出電壓值。選擇高精度電阻，確保電路精確性。
3、輸入電容
選擇輸入電容需考慮等效電感和自諧振頻率。大容值電容濾除低頻噪聲，小容值電容濾除高頻噪聲。組合并聯(lián)使用可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異濾波效果，穩(wěn)定輸入電壓并濾除交流成分。
4、輸出電容
輸出電容濾除開關(guān)紋波，確保輸出電流純凈。容值越大，阻抗越小，紋波更容易流過。選擇合適的輸出電容對(duì)電路穩(wěn)定工作至關(guān)重要。
1.在布局之前首先需要查找對(duì)應(yīng)的電源IC手冊(cè)，一般芯片手冊(cè)里面會(huì)包含有最基本的電源電壓電流信息和管腳信息，以及l(fā)ayout guide，如果存在layout guide則按照里面的樣式進(jìn)行布局布線的復(fù)刻即可，因?yàn)閘ayout guide是經(jīng)過驗(yàn)證的，通常能使芯片的工作狀態(tài)達(dá)到最佳。
如果沒有l(wèi)ayout guide也沒有關(guān)系，我們了解完電源以及管腳信息之后按照電源常規(guī)要求來做即可。
2.首先需要分析電源的輸入輸出以及續(xù)流回路，這三個(gè)回路越小越好，，因?yàn)槊恳粋€(gè)電流環(huán)都可以看成是一個(gè)環(huán)路天線，會(huì)產(chǎn)生輻射，會(huì)引起EMI問題，也會(huì)干擾板上其它的電路，而輻射的大小與環(huán)路面積呈正比。
3.把輸入輸出以及續(xù)流通道的器件先拿出來，其他器件可以先不用管。
4.先擺放輸入/輸出主干道上的器件。
5.濾波器件需合理放置時(shí)，濾波電容在電源路徑上保持先大后小原則。
6.在擺放器件時(shí)，器件布局盡量緊湊，使電源路徑盡量短。
7.注意留出打孔和鋪銅的空間，以滿足電源模塊輸入/輸出通道通流能力。
8.布局時(shí)注意環(huán)路面積，環(huán)路面積要小。
9.對(duì)于輸出多路的開關(guān)電源盡量使相鄰電感之間垂直放置，大電感和大電容盡量布置在主器件面。
10.最后把反饋以及其他器件靠近管腳擺放即可。
11.對(duì)于1OZ銅厚，在常規(guī)情況下，20mil能承載1A左右電流大小；0.5OZ銅厚，40mil能承載1A左右電流大小，打孔和鋪銅時(shí)保持裕量。
12.0.5mm過孔過載1A電流--經(jīng)驗(yàn)值，過孔大小計(jì)過孔數(shù)量的評(píng)估，滿足載流和壓降的要求。
13.電源輸入/輸出路徑布線采用鋪銅處理，鋪銅寬度必須滿足電源電流大小，輸入/輸出路徑盡量少打孔換層。
14.打孔換層的位置須考慮濾波器件位置，輸入應(yīng)打孔在濾波器件之前，輸出在濾波器件之后。
15.鋪銅處銅皮與焊盤連接使用十字連接，減少焊接不良現(xiàn)象。電流特別大可使用全連接處理，或?qū)κ痔庍M(jìn)行銅皮補(bǔ)強(qiáng)，以滿足通流能力。
16.反饋線需要連接到最后一個(gè)濾波電容后方，注意不要經(jīng)過大電流的功率平面。
17.輸入以及輸出地連接之后統(tǒng)一在IC扇熱焊盤上面打孔即可。
電源模塊布局布線可提前下載芯片的datasheet（數(shù)據(jù)表）,按照推薦的布局和布線進(jìn)行設(shè)計(jì)。
1、布局設(shè)計(jì)
1)芯片電源接近原則：對(duì)于為芯片提供電壓的開關(guān)電源，應(yīng)確保它盡量靠近芯片放置。這樣可以避免低電壓輸出線過長(zhǎng)，從而減少壓降，確保供電性能不受影響。
2)避免電磁干擾：開關(guān)電源在高電壓大電流的狀態(tài)下工作，可能會(huì)引發(fā)復(fù)雜的電磁兼容性問題。因此，開關(guān)電源周圍應(yīng)避免布置敏感元器件，以減少電磁干擾對(duì)元器件工作的影響。
3)以電源芯片為核心布局：在布局時(shí)，應(yīng)以開關(guān)電源芯片為核心元器件進(jìn)行組織。電源濾波器的輸入及輸出端在布局時(shí)要確保足夠的距離，防止噪聲從輸入端耦合到輸出端。元器件應(yīng)整齊、緊湊地排列在PCB上，以減少和縮短各元器件間的引線和連接。
2、布線設(shè)計(jì)
1)避免平行導(dǎo)線：輸入、輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行，以減少不必要的電磁干擾。
2)加粗地線：加粗輸入和輸出之間的地線，能夠確保電流穩(wěn)定，并減少反饋耦合。
3)強(qiáng)電流引線處理：強(qiáng)電流引線，如公共地線、電源輸入/輸出線等，應(yīng)盡可能加粗。這樣可以降低布線電阻及電壓降，進(jìn)而減小寄生耦合而產(chǎn)生的自激。
3、散熱考慮
1)散熱地面積：由于開關(guān)電源的散熱量比較大，散熱地（銅）的面積應(yīng)盡量加大，以確保熱量的有效散發(fā)。
2)大面積鋪銅與打孔：輸入、輸出端應(yīng)盡量大面積鋪銅并多打過孔，這樣不僅可以滿足電流的要求，還有助于提高散熱效果。
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