ដោយផ្អែកលើ PCB ប្លង់នៃការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល, ក្រដាសនេះណែនាំពីវិធីសាស្ត្រប្លង់ PCB ល្អបំផុតឧទាហរណ៍និងបច្ចេកទេសដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ូឌុលថាមពលប្តូរធម្មតា។

នៅពេលរៀបចំផែនការប្លង់ផ្គត់ផ្គង់ថាមពលការពិចារណាដំបូងគឺតំបន់រង្វិលជុំរាងកាយនៃរង្វិលជុំបច្ចុប្បន្នដែលផ្លាស់ប្តូរពីរ។ 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. នៅក្នុងរង្វិលជុំទី ១ ដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី ១ ចរន្តបញ្ចូលចរន្តឆ្លងកាត់ដោយខ្លួនឯង (ស៊ីន ១) ឆ្លងកាត់ម៉ុសអេហ្វេតទៅអាំងឌុចទ័រខាងក្នុងនិងកុងដង់ខាប់ទិន្នផល (កូ ១) ក្នុងកំឡុងពេលដំណើរការបន្តនៃអេមអេសអេហ្វអេហ្វហើយចុងក្រោយត្រលប់ទៅ ឧបករណ៍បញ្ចូលចរន្តឆ្លងកាត់។

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

រូបភាពទី ១ ដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃរង្វិលជុំនៅក្នុងម៉ូឌុលថាមពល

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. ថាមពលដែលរក្សាទុកនៅក្នុងអាំងឌុចទ័រខាងក្នុងហូរតាមកុងដង់ខាប់ខាប់ទិន្នផលនិងម៉ូសហ្វីសចុងទាបមុននឹងត្រលប់ទៅជីអេនឌី (សូមមើលរូបភាពទី ១) ។ The region where two loops do not overlap each other (including the boundary between loops) is the region with high DI/DT current. ឧបករណ៍បញ្ចូលចរន្តឆ្លងកាត់ (ស៊ីន ១) ដើរតួយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការផ្គត់ផ្គង់ចរន្តប្រេកង់ខ្ពស់ទៅឧបករណ៍បម្លែងនិងបញ្ជូនចរន្តប្រេកង់ខ្ពស់ទៅផ្លូវដើមវិញ។

កុងទ័រចរន្តឆ្លងកាត់ (កូ ១) មិនមានចរន្តអេស៊ីច្រើនទេប៉ុន្តែដើរតួជាតម្រងប្រេកង់ខ្ពស់សម្រាប់ប្តូរសំលេងរំខាន។ សម្រាប់ហេតុផលខាងលើនេះកុងទ័របញ្ចូលនិងទិន្នផលគួរតែត្រូវបានដាក់ឱ្យជិតបំផុតតាមដែលអាចធ្វើទៅបានតាមរន្ធវីននិងវីយូរៀងៗខ្លួននៅលើម៉ូឌុល។ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី ២ អាំងឌុចស្យុងដែលបង្កើតឡើងដោយការតភ្ជាប់ទាំងនេះអាចត្រូវបានបង្រួមអប្បបរមាដោយធ្វើឱ្យខ្សែភ្លើងរវាងកុងដង់ឆ្លងកាត់និងម្ជុលវីននិងវីយូរៀងៗខ្លួនខ្លីនិងធំតាមដែលអាច។

រូបភាពទី ២ រង្វិលជុំសាមញ្ញ

ការបង្រួមអប្បបរមានៅក្នុងប្លង់ PCB មានអត្ថប្រយោជន៍សំខាន់ពីរ។ ទីមួយធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវដំណើរការសមាសធាតុដោយលើកកម្ពស់ការផ្ទេរថាមពលរវាងស៊ីន ១ និងកាបូន ១ ។ នេះធានាថាម៉ូឌុលមានផ្លូវហាយវេល្អកាត់បន្ថយការកើនឡើងនៃតង់ស្យុងដែលបណ្តាលមកពីចរន្តឌីអ៊ី/ឌីធីខ្ពស់ វាក៏ជួយកាត់បន្ថយសំលេងរំខាននិងភាពតានតឹងនៃឧបករណ៍ដើម្បីធានាបាននូវប្រតិបត្តិការធម្មតា។ ទីពីរកាត់បន្ថយ EMI ។

កុងដង់ទ័រភ្ជាប់ជាមួយអាំងស៊ីតេប៉ារ៉ាស៊ីតតិចបង្ហាញពីភាពធន់ទាបទៅនឹងប្រេកង់ខ្ពស់ដូច្នេះកាត់បន្ថយការបញ្ចេញកាំរស្មី។ Ceramic capacitors (X7R or X5R) or other low ESR type capacitors are recommended. កុងដង់បញ្ចូលបន្ថែមអាចចូលបានលុះត្រាតែឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ថែមត្រូវបានដាក់នៅជិតចុង GND និង 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.

ការរៀបចំផែនការផ្លូវចរន្តជាញឹកញាប់ត្រូវបានគេមិនអើពើប៉ុន្តែវាដើរតួយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវការរចនានៃការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល។ 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.

ម្ជុលដែលមានមូលដ្ឋាន (រួមទាំងទ្រនាប់ទទេ) ឧបករណ៍បញ្ចូលនិងទិន្នផលកុងដង់ចាប់ផ្តើមទន់និងតង់ស៊ីតេប្រតិកម្មនៅក្នុងម៉ូឌុលគួរតែត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងស្រទាប់រង្វិលជុំនៅលើ PCB ។ ស្រទាប់រង្វិលជុំនេះអាចត្រូវបានប្រើជាផ្លូវត្រឡប់មកវិញដែលមានចរន្តអាំងឌុចតិចបំផុតនិងជាឧបករណ៍បំលែងកំដៅដែលបានពិភាក្សាខាងក្រោម។

រូប។ 3 ដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃម៉ូឌុលនិង PCB ជាឧបករណ៏កំដៅ

រ៉េស៊ីស្ទ័រមតិគួរតែត្រូវបានដាក់ឱ្យជិតបំផុតតាមដែលអាចធ្វើទៅបានទៅនឹងអេហ្វប៊ី (មតិត្រឡប់) ម្ជុលនៃម៉ូឌុល។ 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.

សំណូមពររចនាកំដៅរលាយ

ប្លង់តូចចង្អៀតនៃម៉ូឌុលខណៈពេលផ្តល់អត្ថប្រយោជន៍ខាងអគ្គិសនីមានផលប៉ះពាល់អវិជ្ជមានដល់ការរចនាកំដៅដែលថាមពលស្មើគ្នាត្រូវបានសាយភាយចេញពីលំហតូចជាង។ 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. បន្ទះជួយផ្តល់នូវកំដៅទាបបំផុតពី MOSFEts ខាងក្នុងដែលជាធម្មតាបង្កើតកំដៅភាគច្រើនទៅ PCB ។

ភាពធន់ទ្រាំកម្ដៅ (θJC) ពីប្រសព្វអេឡិចត្រូនិកទៅផ្នែកខាងក្រៅនៃឧបករណ៍ទាំងនេះគឺ ១,៩ ℃/វ៉។ ខណៈពេលដែលសម្រេចបាននូវតម្លៃθJCឈានមុខគេក្នុងឧស្សាហកម្មគឺល្អតម្លៃθJCទាបគ្មានន័យទេនៅពេលដែលភាពធន់ទ្រាំកម្ដៅ (ACA) នៃកញ្ចប់ខាងក្រៅទៅខ្យល់គឺអស្ចារ្យខ្លាំងពេក! ប្រសិនបើគ្មានផ្លូវបញ្ជូនកំដៅដែលមានភាពធន់ទ្រាំទាបត្រូវបានផ្តល់ទៅខ្យល់ព័ទ្ធជុំវិញទេកំដៅនឹងកកកុញនៅលើបន្ទះទទេហើយមិនអាចរលាយបានទេ។ ដូច្នេះអ្វីដែលកំណត់θCA? The thermal resistance from bare pad to air is completely controlled by the PCB design and associated heat sink.

ឥឡូវនេះដើម្បីមើលពីរបៀបរចនា PCB សាមញ្ញដោយគ្មានព្រុយតួលេខ ៣ បង្ហាញពីម៉ូឌុលនិង PCB ថាជាកំដៅកំដៅ។ ដោយសារភាពធន់ទ្រាំកំដៅរវាងប្រសព្វនិងផ្នែកខាងលើនៃកញ្ចប់ខាងក្រៅមានកំរិតខ្ពស់បើប្រៀបធៀបទៅនឹងកំដៅកំដៅពីប្រសព្វទៅបន្ទះទទេយើងអាចមិនអើពើនឹងផ្លូវរលាយកំដៅθJAក្នុងកំឡុងពេលប៉ាន់ស្មានដំបូងនៃភាពធន់ទ្រាំកំដៅពីប្រសព្វទៅ ខ្យល់ព័ទ្ធជុំវិញ (TJT)

ជំហានដំបូងក្នុងការរចនាកំដៅគឺដើម្បីកំណត់ពីចំនួនថាមពលដែលត្រូវរំសាយ។ ថាមពលដែលប្រើដោយម៉ូឌុល (ភីឌី) អាចគណនាបានយ៉ាងងាយស្រួលដោយប្រើក្រាហ្វប្រសិទ្ធភាព (η) ដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយក្នុងតារាងទិន្នន័យ។

បន្ទាប់មកយើងប្រើកម្រិតសីតុណ្ហភាពនៃសីតុណ្ហភាពអតិបរិមានៅក្នុងការរចនា TAmbient និងសីតុណ្ហភាពប្រសព្វដែលត្រូវបានវាយតម្លៃ TJuncTIon (១២៥ អង្សាសេ) ដើម្បីកំណត់ភាពធន់នឹងកំដៅដែលត្រូវការសម្រាប់ម៉ូឌុលខ្ចប់នៅលើ PCB ។

នៅទីបញ្ចប់យើងបានប្រើការប៉ាន់ស្មានសាមញ្ញនៃការផ្ទេរកំដៅដែលមានចរន្តអតិបរិមានៅលើផ្ទៃ PCB (ជាមួយព្រុយស្ពាន់ ១ អោនដែលមិនខូចខាតនិងរន្ធលិចកំដៅជាច្រើននៅជាន់ខាងលើនិងខាងក្រោម) ដើម្បីកំណត់ផ្ទៃចានដែលត្រូវការសម្រាប់ការរលាយកំដៅ។

ការប៉ាន់ប្រមាណតំបន់ PCB ដែលត្រូវការមិនគិតពីតួនាទីដែលត្រូវបានលេងដោយរន្ធរំកិលកំដៅដែលផ្ទេរកំដៅពីស្រទាប់ដែកខាងលើ (កញ្ចប់ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹង PCB) ទៅស្រទាប់ដែកខាងក្រោម។ ស្រទាប់ខាងក្រោមបម្រើជាស្រទាប់ផ្ទៃទីពីរដែលចរន្តកំដៅអាចផ្ទេរកំដៅចេញពីចាន។ យ៉ាងហោចណាស់រន្ធត្រជាក់ពី ៨ ទៅ ១០ គួរតែត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការប៉ាន់ប្រមាណផ្ទៃក្តារដើម្បីឱ្យមានសុពលភាព។ ភាពធន់នៃកំដៅរបស់ឧបករណ៍កំដៅត្រូវបានប៉ាន់ប្រមាណដោយសមីការខាងក្រោម។

ការប៉ាន់ប្រមាណនេះអនុវត្តចំពោះប្រហោងធម្មតាដែលមានអង្កត់ផ្ចិត ១២ មីល្លីម៉ែត្រជាមួយនឹងជញ្ជាំងចំហៀងស្ពាន់ ០.៥ អោន។ រន្ធកំដៅច្រើនតាមដែលអាចធ្វើទៅបានគួរតែត្រូវបានរចនាឡើងនៅតំបន់ទាំងមូលនៅពីក្រោមបន្ទះទទេហើយរន្ធកំដៅទាំងនេះគួរតែបង្កើតជាអារេដែលមានគម្លាតពី ១ ទៅ ១,៥ ម។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ម៉ូឌុលថាមពលដ៏សាមញ្ញផ្តល់នូវជម្រើសមួយចំពោះការរចនាការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលស្មុគស្មាញនិងប្លង់ PCB ធម្មតាដែលភ្ជាប់ជាមួយឧបករណ៍បម្លែង DC/DC ។ ខណៈពេលដែលបញ្ហាប្រឈមផ្នែកប្លង់ត្រូវបានលុបចោលការងារវិស្វកម្មមួយចំនួននៅតែត្រូវធ្វើដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពម៉ូឌុលជាមួយនឹងការរចនាផ្លូវល្អនិងការសាយភាយកំដៅ