Gibase sa PCB layout sa suplay sa kuryente, gipaila sa kini nga papel ang labing kaayo nga pamaagi sa pag-layout sa PCB, mga pananglitan ug mga pamaagi aron ma-optimize ang paghimo sa yano nga module sa kuryente nga switch.

Kung giplano ang layout sa suplay sa kuryente, ang una nga konsiderasyon mao ang pisikal nga lugar sa loop sa duha nga nagbalhin karon nga mga galong. Although these loop regions are largely invisible in the power module, it is important to understand the respective current paths of the two loops because they extend beyond the module. Sa loop 1 nga gipakita sa Figure 1, ang kasamtangan nga self-conduct input bypass capacitor (Cin1) nga moagi sa MOSFET sa internal inductor ug output bypass capacitor (CO1) sa nagpadayon nga oras sa conduction sa high-end MOSFET, ug sa katapusan mobalik sa ang input bypass capacitor.

Schematic diagram of loop in the power module www.elecfans.com

Larawan 1 nga diagram sa Skema sa loop sa power module

Loop 2 is formed during the turn-off time of the internal high-end MOSFEts and the turn-on time of the low-end MOSFEts. Ang enerhiya nga gitipig sa sulud nga inductor moagi sa output bypass capacitor ug low end MOSFEts sa wala pa mobalik sa GND (tan-awa ang Larawan 1). The region where two loops do not overlap each other (including the boundary between loops) is the region with high DI/DT current. Ang input bypass capacitor (Cin1) adunay hinungdanon nga papel sa paghatag sa taas nga frequency karon sa converter ug ibalik ang karon nga taas nga frequency sa gigikanan niini.

Ang output bypass capacitor (Co1) wala magdala daghang AC karon, apan naglihok ingon usa ka high-frequency filter alang sa pagbalhin sa kasaba. Tungod sa mga gihisgutan sa itaas, ang mga input ug output capacitor kinahanglan ibutang nga duul kutob sa mahimo sa ilang tagsatagsa nga mga pin nga VIN ug VOUT sa module. Sama sa gipakita sa Figure 2, ang inductance nga gihimo sa kini nga mga koneksyon mahimo nga maminusan pinaagi sa paghimo sa mga kable sa taliwala sa mga bypass capacitor ug sa ilang tagsatagsa nga mga pin nga VIN ug VOUT nga mubu ug gilapdon kutob sa mahimo.

Hulagway 2 loop nga SIMPLE SWITCHER

Ang pagpaminus sa inductance sa usa ka layout sa PCB adunay duha nga punoan nga kaayohan. Una, pagpaayo ang paghimo sa sangkap pinaagi sa paglansad sa pagbalhin sa enerhiya sa taliwala sa Cin1 ug CO1. Gisiguro niini nga ang modyul adunay maayo nga bypass sa hf, gipaminusan ang mga tumutubo nga boltahe nga inductive tungod sa kataas nga DI / DT karon. Gipaminusan usab niini ang kasaba sa aparato ug stress sa boltahe aron masiguro ang normal nga operasyon. Ikaduha, maminusan ang EMI.

Ang mga capasitor nga konektado sa dili kaayo nga induktance sa parasito nagpakita sa ubos nga mga kinaiya nga impedance sa taas nga frequency, sa ingon gikunhuran ang gipahigayong radiation. Ceramic capacitors (X7R or X5R) or other low ESR type capacitors are recommended. Ang dugang nga mga input capacitor mahimo ra nga dulaon kung ang dugang nga mga capacitor ibutang sa duul sa mga katapusan sa GND ug VIN. The Power module of the SIMPLE SWITCHER is uniquely designed to have low radiation and conducted EMI. However, follow the PCB layout guidelines described in this article to achieve higher performance.

Ang pagplano sa karon nga agianan sa sirkito kanunay gipasagdan, apan adunay kini hinungdanon nga papel sa pag-optimize sa laraw sa suplay sa kuryente. In addition, ground wires to Cin1 and CO1 should be shortened and widened as much as possible, and bare pads should be directly connected, which is especially important for input capacitor (Cin1) ground connections with large AC currents.

Ang mga ground pin (lakip ang mga hubo nga pad), input ug output capacitor, soft-start capacitor, ug feedback resistors sa module kinahanglan tanan nga konektado sa loop layer sa PCB. Ang kini nga layer sa loop mahimong magamit ingon usa ka pagbalik nga agianan nga adunay labing mubu nga agianan karon ug ingon usa ka aparato sa pagpahawa sa kainit nga gihisgutan sa ubus.

FIG. 3 Skema sa diagram sa modyul ug PCB ingon init nga impedance

Ang resistor sa feedback kinahanglan usab nga ibutang nga duul kutob sa mahimo sa pin sa FB (feedback) sa modyul. To minimize the potential noise extraction value at this high impedance node, it is critical to keep the line between the FB pin and the feedback resistor’s middle tap as short as possible. Available compensation components or feedforward capacitors should be placed as close to the upper feedback resistor as possible. For an example, see the PCB layout diagram in the relevant module data table.

For AN example layout of LMZ14203, see the application guide document AN-2024 provided at www.naTIonal.com.

Mga Sugyot sa Disenyo sa Disipasyon sa Heat

Ang compact layout sa mga modyul, samtang naghatag mga benepisyo sa elektrisidad, adunay negatibo nga epekto sa laraw sa pagpahawa sa kainit, diin ang katumbas nga gahum nawala gikan sa gagmay nga Spaces. To address this problem, a single large bare pad is designed on the back of the Power module package of the SIMPLE SWITCHER and is electrically grounded. Ang pad makatabang sa paghatag labi ka mubu nga impedance sa kainit gikan sa sulud nga MOSFEts, nga kasagarang makamugna kadaghanan sa kainit, sa PCB.

Ang thermal impedance (θJC) gikan sa semiconductor junction ngadto sa gawas nga pakete sa kini nga mga aparato mao ang 1.9 ℃ / W. Samtang ang pagkab-ot sa us aka valueJC nga kantidad sa industriya mao ang sulundon, ang usa ka mubu nga kantidad nga θJC wala’y kahulugan kung ang thermal impedance (θCA) sa panggawas nga putos sa hangin labi ka maayo! Kung wala’y gihatag nga low-impedance heat dissipation path sa palibot nga hangin, ang kainit magtipun-og sa hubo nga pad ug dili mawala. Unsa man ang magtino sa θCA? The thermal resistance from bare pad to air is completely controlled by the PCB design and associated heat sink.

Karon alang sa usa ka dali nga pagtan-aw kung giunsa ang paglaraw sa usa ka yano nga PCB nga wala mga palikpik, ang numero 3 naghulagway sa module ug PCB ingon thermal impedance. Tungod kay ang thermal impedance taliwala sa junction ug sa tumoy sa gawas nga pakete medyo taas kumpara sa thermal impedance gikan sa junction ngadto sa hubo nga pad, mahimo naton ibaliwala ang pathJA heat dissipation path sa una nga pagbanabana sa thermal resistensya gikan sa junction ngadto sa ang palibot nga hangin (θJT).

Ang una nga lakang sa laraw sa pagpahawa sa kainit mao ang pagtino sa gidaghanon sa kuryente nga mawala. Ang kuryente nga gigamit sa module (PD) dali nga makalkula gamit ang graph sa kahusayan (η) nga gipatik sa lamesa sa datos.

Gigamit namon dayon ang mga pagpugong sa temperatura sa labing kadaghan nga temperatura sa laraw, TAmbient, ug ang gi-rate nga temperatura sa pagsumpay, ang TJuncTIon (125 ° C), aron mahibal-an ang gikinahanglan nga pagbatok sa kainit alang sa mga naka-pack nga modyul sa PCB.

Sa katapusan, gigamit namon ang usa ka gipayano nga pagbanabana sa labing kadaghan nga pagbalhin sa init nga pagbalhin sa ibabaw sa PCB (nga wala madaut nga mga 1-onsa nga mga kapay nga tumbaga ug daghang mga lungag sa heat sink sa parehas nga sa taas ug sa ilalom nga salug) aron mahibal-an ang lugar sa plato nga gikinahanglan alang sa pagwagtang sa kainit.

Ang gikinahanglan nga pagduul sa lugar sa PCB wala isipa ang papel nga gihimo sa mga lungag sa pagpahawa sa kainit nga nagbalhin sa kainit gikan sa taas nga metal layer (ang putos konektado sa PCB) ngadto sa ilawom nga layer sa metal. Ang ilawom nga sapaw nagsilbing usa ka ikaduha nga sapaw sa ibabaw diin ang convection mahimong pagbalhin sa kainit gikan sa plato. Labing menos 8 hangtod 10 mabugnaw nga mga lungag ang kinahanglan gamiton alang sa pagduol sa lugar sa board nga mahimong balido. Ang pagbatok sa kainit sa heat sink gibanabana sa mosunud nga equation.

Ang kini nga pag-abut magamit sa usa ka tipikal nga through-hole nga 12 mils diameter nga adunay 0.5 oz nga tumbanan nga sidewall. Ingon kadaghan nga mga lungag sa heat sink kutob sa mahimo kinahanglan nga gilaraw sa tibuuk nga lugar sa ubos sa hubo nga pad, ug kini nga mga lungag sa heat sink kinahanglan maghimo usa ka laray nga adunay gilay-on nga 1 hangtod 1.5mm.

konklusyon

Ang module nga kuryente nga SIMPLE SWITCHER naghatag us aka alternatibo sa mga komplikado nga laraw sa suplay sa kuryente ug tipikal nga mga layout sa PCB nga kauban sa mga DC / DC converter. Samtang giwagtang ang mga hagit sa layout, kinahanglan pa nga buhaton ang pipila nga pagtrabaho sa engineering aron ma-optimize ang paghimo sa module nga adunay maayo nga bypass ug disenyo sa dissipation sa kainit.