Bunaithe ar an PCB leagan amach an tsoláthair chumhachta, tugtar isteach sa pháipéar seo an modh leagan amach PCB is fearr, samplaí agus teicnící chun feidhmíocht mhodúl cumhachta switcher simplí a bharrfheabhsú.

Agus leagan amach an tsoláthair chumhachta á phleanáil, is é an chéad chomaoin limistéar lúb fisiceach an dá lúb reatha lasctha. 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. I lúb 1 a thaispeántar i bhFíor 1, téann an toilleoir seachbhóthar ionchuir féin-stiúrtha reatha (Cin1) tríd an MOSFET chuig an toilleoir inmheánach ionduchtaithe agus seachbhóthar aschuir (CO1) le linn am seolta leanúnach an MOSFET ard-deireadh, agus ar ais ar ais chuig an toilleoir seachbhóthar ionchuir.

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

Fíor 1 Léaráid scéimeach de lúb sa mhodúl cumhachta

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. Sreabhann an fuinneamh a stóráiltear san inductor inmheánach tríd an toilleoir seachbhóthar aschuir agus MOSFEts deiridh íseal sula bhfilleann sé ar GND (féach Fíor 1). Is é an réigiún nach ndéanann dhá lúb forluí ar a chéile (lena n-áirítear an teorainn idir lúbanna) an réigiún le sruth ard DI / DT. Tá ról lárnach ag an toilleoir seachbhóthar ionchuir (Cin1) maidir leis an sruth ardmhinicíochta a sholáthar don tiontaire agus an sruth ardmhinicíochta a chur ar ais chuig a chonair foinse.

Níl mórán srutha AC ag an toilleoir seachbhóthar aschuir (Co1), ach feidhmíonn sé mar scagaire ardmhinicíochta chun torann a athrú. Ar na cúiseanna thuas, ba cheart toilleoirí ionchuir agus aschuir a chur chomh gar agus is féidir dá bioráin VIN agus VOUT faoi seach ar an modúl. Mar a thaispeántar i bhFíor 2, is féidir an ionduchtas a ghineann na naisc seo a íoslaghdú tríd an sreangú idir na toilleoirí seachbhóthar agus a gcuid bioráin VIN agus VOUT faoi seach a dhéanamh chomh gearr agus chomh leathan agus is féidir.

Fíor 2 lúb SIMPLÍ SWITCHER

Tá dhá phríomhbhuntáiste ag baint le hionduchtú a íoslaghdú i leagan amach PCB. Ar dtús, feidhmíocht comhpháirteanna a fheabhsú trí aistriú fuinnimh idir Cin1 agus CO1 a chur chun cinn. Cinntíonn sé seo go bhfuil seachbhóthar maith hf ag an modúl, ag íoslaghdú beanna voltais ionduchtacha mar gheall ar shruth ard DI / DT. Íoslaghdaíonn sé torann feiste agus strus voltais freisin chun gnáthoibriú a chinntiú. Sa dara háit, IEA a íoslaghdú.

Taispeánann toilleoirí a bhfuil baint acu le níos lú ionduchtaithe seadánacha tréithe impedance íseal go minicíochtaí ard, agus ar an gcaoi sin laghdaítear radaíocht sheolta. Moltar toilleoirí ceirmeacha (X7R nó X5R) nó toilleoirí ísealchineál ESR eile. Ní féidir toilleoirí ionchuir breise a imirt mura gcuirtear toilleoirí breise gar do na foircinn GND agus 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.

Is minic a dhéantar faillí i bpleanáil cosán reatha ciorcaid, ach tá ról lárnach aige maidir le dearadh an tsoláthair chumhachta a bharrfheabhsú. 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.

Ba chóir go mbeadh bioráin ar an talamh (lena n-áirítear ceapacha lom), toilleoirí ionchuir agus aschuir, toilleoirí tosaithe bog, agus friotóirí aiseolais sa mhodúl ceangailte leis an gciseal lúb ar an PCB. Is féidir an ciseal lúb seo a úsáid mar chosán fillte le sruth ionduchtaithe an-íseal agus mar fheiste diomailt teasa a phléitear thíos.

FIG. 3 Léaráid scéimeach den mhodúl agus den PCB mar impedance teirmeach

Ba cheart an friotóir aiseolais a chur chomh gar agus is féidir do bhioráin FB (aiseolas) an mhodúil. 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.

Moltaí Dearaidh Díscaoilte Teasa

Tá leagan amach dlúth na modúl, cé go soláthraíonn sé buntáistí leictreacha, tionchar diúltach ar dhearadh an diomailt teasa, áit a ndéantar cumhacht choibhéiseach a dhíscaoileadh ó Spásanna níos lú. 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. Cuidíonn an ceap le impedance teirmeach an-íseal a sholáthar ó na MOSFEts inmheánacha, a ghineann an chuid is mó den teas go hiondúil don PCB.

Is é 1.9 ℃ / W an impedance teirmeach (θJC) ón acomhal leathsheoltóra go pacáiste seachtrach na bhfeistí seo. Cé go bhfuil sé oiriúnach luach θJC atá chun tosaigh sa tionscal a bhaint amach, níl aon chiall ag luach íseal θJC nuair a bhíonn impedance teirmeach (θCA) an phacáiste sheachtraigh don aer ró-iontach! Mura soláthraítear aon bhealach diomailt teasa le bac íseal don aer mórthimpeall, carnfaidh an teas ar an gceap lom agus ní féidir é a dhíscaoileadh. Mar sin, cad a chinneann θCA? The thermal resistance from bare pad to air is completely controlled by the PCB design and associated heat sink.

Anois le breathnú go gasta ar conas PCB simplí a dhearadh gan eití, léiríonn figiúr 3 an modúl agus an PCB mar impedance teirmeach. Toisc go bhfuil an impedance teirmeach idir an t-acomhal agus barr an phacáiste sheachtraigh réasúnta ard i gcomparáid leis an impedance teirmeach ón acomhal go dtí an ceap lom, is féidir linn neamhaird a dhéanamh den chosán diomailt teasa θJA le linn an chéad mheastacháin ar an bhfriotaíocht theirmeach ón acomhal go an t-aer mórthimpeall (θJT).

Is é an chéad chéim i ndearadh diomailt teasa an méid cumhachta atá le diomailt a chinneadh. Is féidir an chumhacht a ídíonn an modúl (PD) a ríomh go héasca trí úsáid a bhaint as an ngraf éifeachtúlachta (η) a fhoilsítear sa tábla sonraí.

Ansin úsáidimid srianta teochta na huasteochta sa dearadh, TAmbient, agus an teocht acomhal rátáilte, TJuncTIon (125 ° C), chun an fhriotaíocht theirmeach a theastaíonn do na modúil phacáistithe ar an PCB a chinneadh.

Faoi dheireadh, d’úsáidamar comhfhogasú simplithe ar an aistriú teasa convective uasta ar dhromchla an PCB (le heití copair 1-unsa gan damáiste agus go leor poill doirteal teasa ar na hurláir barr agus bun) chun an t-achar pláta a theastaíonn le haghaidh diomailt teasa a chinneadh.

Ní chuirtear san áireamh an comhfhogasú riachtanach limistéar PCB an ról atá ag poill diomailt teasa a aistríonn teas ón gciseal miotail barr (tá an pacáiste ceangailte leis an PCB) go dtí an ciseal miotail bun. Feidhmíonn an bunchiseal mar an dara ciseal dromchla trínar féidir le comhiompar teas a aistriú ón pláta. Ba cheart 8 go 10 bpoll fuaraithe ar a laghad a úsáid chun go mbeidh comhfhogasú limistéar an bhoird bailí. Déantar friotaíocht teirmeach an doirteal teasa a chomhfhogasú leis an gcothromóid seo a leanas.

Baineann an comhfhogasú seo le gnáthpholl trí thrastomhas 12 mils le taobhlíne copair 0.5 unsa. Ba chóir an oiread poill doirteal teasa agus is féidir a dhearadh sa limistéar iomlán faoi bhun an eochaircheap lom, agus ba cheart go mbeadh na poill doirteal teasa seo ina sraith le spásáil 1 go 1.5mm.

thabhairt i gcrích

Soláthraíonn modúl cumhachta SIMPLÍ SWITCHER rogha eile ar dhearaí casta soláthair cumhachta agus leagan amach tipiciúil PCB a bhaineann le tiontairí DC / DC. Cé gur cuireadh deireadh le dúshláin leagan amach, is gá roinnt oibre innealtóireachta a dhéanamh fós chun feidhmíocht an mhodúil a bharrfheabhsú le dearadh maith seachbhóthar agus diomailt teasa.