今天主要是关于:开关模式电源设计改进。
一、PCB耦合
通常工程师在 SMPS布局中都会密切关注2个耦合因素,如下图所示:
显示降压转换器di/dt和dv/dt位置的示意图
这里起作用的机制和风险是将不需要的能量通过电容(dv/dt)和电感(di/dt)耦合到系统的其他部分,或者以辐射和传导发射的形式耦合到系统之外。
二、PCB设计检查
这里检查LM22678 5A转换器的PCB布局,其Uin 为12V,Uout为5V。这是一个非同步降压转换器,使用B130L-13-F肖特基二极管用于其低侧开关元件。
12V 至 5V 异步 LM22678 降压转换器原理图
最大限度地减少电容和电感耦合并不是复杂,但是很容易被忽略,从而导致PCB出问题,进而导致产品被推迟。
下图中,可以看到非同步降压稳压器的TO-263封装的布局稳压器原理,其中标出了电压节点(红色轮廓)和热电流环路(黄色)。
采用低侧功率二极管的非同步降压稳压器设计
为了看得更清楚,PCB上的铜填充已经被隐藏,这个设计存在3个明显问题:
上面这个设计说明稳压器原理,电流环路没有得到很好的控制,并且由于平面之间缺乏通孔,电流没有明确定义的返回源路径。
三、对于EMC
改进后的布局如下图所示:
改进的布局考虑了耦合机制
虽然说这些变化很小,但是不需要对额外PCB空间或其他子系统进行该改变。但是通过减少约50%的电流环路和优化节点,增强了系统合规性。
四、主要要点:
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