Stèidhichte air an PCB cruth solar cumhachd, tha am pàipear seo a ’toirt a-steach an dòigh cruth PCB as fheàrr, eisimpleirean agus dòighean gus coileanadh modal cumhachd switcher sìmplidh a bharrachadh.

Nuair a bhios tu a ’dealbhadh cruth an t-solair cumhachd, is e a’ chiad bheachdachadh an raon lùb fiosaigeach den dà lùb gnàthach a tha ag atharrachadh. 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. Ann an lùb 1 a chithear ann am Figear 1, bidh an capacitor seach-rathad inntrigidh fèin-ghiùlain gnàthach (Cin1) a ’dol tron ​​MOSFET chun an inductor a-staigh agus capacitor seach-rathad toraidh (CO1) rè ùine giùlain leantainneach an MOSFET àrd-deireadh, agus mu dheireadh a’ tilleadh gu an capacitor seach-rathad cuir a-steach.

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

Figear 1 Diagram sgeadaichte de lùb ann am modal cumhachd

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. Bidh an lùth a tha air a stòradh san inductor a-staigh a ’sruthadh tron ​​capacitor seach-rathad toraidh agus MOSFEts deireadh ìosal mus till e air ais gu GND (faic Figear 1). The region where two loops do not overlap each other (including the boundary between loops) is the region with high DI/DT current. Tha prìomh dhreuchd aig an capacitor seach-rathad cur-a-steach (Cin1) ann a bhith a ’toirt seachad an t-sruth tricead àrd don inneal-tionndaidh agus a’ tilleadh an t-sruth tricead àrd chun t-slighe stòr aige.

Chan eil an capacitor seach-rathad toraidh (Co1) a ’giùlan mòran sruth AC, ach tha e ag obair mar shìoltachan àrd-tricead airson fuaim atharrachadh. Airson na h-adhbharan gu h-àrd, bu chòir innealan-cuir a-steach agus toradh a bhith cho faisg ‘s a ghabhas air na prìnichean VIN agus VOUT aca air a’ mhodal. Mar a chithear ann am Figear 2, faodar an inductance a thig bho na ceanglaichean sin a lughdachadh le bhith a ’dèanamh an uèirleadh eadar na capacitors seach-rathad agus na prìnichean VIN agus VOUT aca cho goirid agus cho farsaing‘ s a ghabhas.

Figear 2 lùb SIMPLE SWITCHER

Tha dà phrìomh bhuannachd ann a bhith a ’lughdachadh inductance ann an cruth PCB. An toiseach, leasaich coileanadh phàirtean le bhith a ’brosnachadh gluasad lùth eadar Cin1 agus CO1. Bidh seo a ’dèanamh cinnteach gu bheil seach-rathad math hf aig a’ mhodal, a ’lughdachadh stùcan bholtachd inductive mar thoradh air sruth àrd DI / DT. Bidh e cuideachd a ’lughdachadh fuaim inneal agus cuideam bholtachd gus dèanamh cinnteach à obrachadh àbhaisteach. San dàrna àite, lughdaich EMI.

Bidh gabhadairean ceangailte ri nas lugha de dh ’inductance dìosganach a’ nochdadh feartan bacadh ìosal gu triceadan àrda, agus mar sin a ’lughdachadh rèididheachd air a stiùireadh. Thathas a ’moladh capacitors ceirmeach (X7R no X5R) no toillearan ìosal ESR eile. Chan urrainn do luchd-toraidh a bharrachd tighinn a-steach ach ma tha innealan-taic a bharrachd air an cur faisg air na h-oirean 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.

Gu tric thathas a ’dearmad dealbhadh slighe gnàthach cuairteachaidh, ach tha prìomh dhreuchd aige ann a bhith a’ leasachadh dealbhadh solar cumhachd. 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.

Bu chòir prìnichean talmhainn (a ’toirt a-steach badan lom), innealan cur a-steach agus toradh, innealan tòiseachaidh bog, agus resistors fios-air-ais sa mhodal uile a bhith ceangailte ris an ìre lùb air a’ PCB. Faodar an ìre lùb seo a chleachdadh mar shlighe air ais le sruth inductance gu math ìosal agus mar inneal sgaoilidh teas air a dheasbad gu h-ìosal.

FIG. 3 Diagram sgeama den mhodal agus PCB mar bhacadh teirmeach

Bu chòir an resistor fios-air-ais a bhith air a chuir cho faisg ‘s as urrainn do phrìne FB (fios air ais) a’ mhodal. 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.

Molaidhean dealbhaidh teasachadh teas

Tha cruth teann nam modalan, fhad ‘s a tha iad a’ toirt seachad buannachdan dealain, a ’toirt droch bhuaidh air dealbhadh teasachadh teas, far a bheil cumhachd co-ionann air a sgaoileadh bho Àiteachan nas lugha. 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. Bidh an ceap a ’cuideachadh le bhith a’ toirt seachad casg teirmeach glè ìosal bho na MOSFEts a-staigh, a bhios mar as trice a ’gineadh a’ mhòr-chuid den teas, chun PCB.

Is e an impedance teirmeach (θJC) bhon t-snaim semiconductor gu pasgan a-muigh na h-innealan sin 1.9 ℃ / W. Ged a tha a bhith a ’coileanadh luach θJC air thoiseach air gnìomhachas air leth freagarrach, chan eil luach θJC ìosal a’ dèanamh ciall sam bith nuair a tha am bacadh teirmeach (θCA) den phacaid a-muigh don adhar ro mhòr! Mura h-eil slighe sgaoilidh teas le bacadh ìseal air a thoirt don èadhar mun cuairt, cruinnichidh an teas air a ’phloc lom agus cha ghabh a sgaoileadh. Mar sin dè a bhios a ’dearbhadh θCA? The thermal resistance from bare pad to air is completely controlled by the PCB design and associated heat sink.

A-nis airson sùil aithghearr a thoirt air mar a dhealbhaicheas tu PCB sìmplidh às aonais sgiathan, tha figear 3 a ’nochdadh a’ mhodal agus PCB mar bhacadh teirmeach. Leis gu bheil am bacadh teirmeach eadar an t-snaim agus mullach a ’phacaid a-muigh an ìre mhath àrd an taca ris a’ bhacadh teirmeach bhon t-snaim gu ceap lom, is urrainn dhuinn dearmad a dhèanamh air slighe sgaoilidh teas θJA rè a ’chiad tuairmse air an aghaidh teirmeach bhon t-snaim gu an èadhar mun cuairt (θJT).

Is e a ’chiad cheum ann an dealbhadh dissipation teas a bhith a’ dearbhadh na tha de chumhachd ri sgaoileadh. Faodar an cumhachd a chleachdas am modal (PD) a thomhas gu furasta le bhith a ’cleachdadh a’ ghraf èifeachdais (η) a chaidh fhoillseachadh sa chlàr dàta.

Bidh sinn an uairsin a ’cleachdadh cuingealachaidhean teothachd an teothachd as àirde san dealbhadh, TAmbient, agus an teòthachd snaim comharraichte, TJuncTIon (125 ° C), gus dearbhadh an aghaidh teirmeach a dh’ fheumar airson na modalan pacaichte air a ’PCB.

Mu dheireadh, chleachd sinn tuairmseachadh nas sìmplidhe den ghluasad teas convective as motha air uachdar PCB (le sgiathan copair 1-ounce gun mhilleadh agus grunn thuill sinc teas air gach cuid na làir as àirde agus as ìsle) gus faighinn a-mach dè an raon plàta a tha riatanach airson sgaoileadh teas.

Chan eil an tuairmseachadh sgìre PCB a tha a dhìth a ’toirt aire don àite a th’ aig tuill dissipation teas a ghluaiseas teas bhon t-sreath meatailt as àirde (tha am pasgan ceangailte ris a ’PCB) chun an t-sreath meatailt as ìsle. Tha an ìre bun a ’frithealadh mar dhàrna còmhdach uachdar tron ​​urrainn convection teas a ghluasad bhon phlàta. Bu chòir co-dhiù 8 gu 10 tuill fuarachaidh a chleachdadh airson tuairmseachadh sgìre a ’bhùird a bhith dligheach. Tha neart teirmeach an sinc teas air a thomhas leis a ’cho-aontar a leanas.

Tha an tuairmseachadh seo a ’buntainn ri toll troimhe àbhaisteach de thrast-thomhas 12 mils le cliathaich copair 0.5 oz. Bu chòir uimhir de thuill sinc teas a dhealbhadh anns an àite gu h-iomlan fon pad lom, agus bu chòir na tuill sinc teas sin a bhith na raon le farsaingeachd de 1 gu 1.5mm.

co-dhùnadh

Tha am modal cumhachd SIMPLE SWITCHER a ’toirt seachad roghainn eile an àite dealbhadh solar cumhachd iom-fhillte agus dealbhadh PCB àbhaisteach co-cheangailte ri luchd-tionndaidh DC / DC. Ged a chaidh cur às do dhùbhlain cruth, feumar beagan obair innleadaireachd a dhèanamh fhathast gus coileanadh mhodalan a bharrachadh le seach-rathad math agus dealbhadh teasachadh teas.