Li gorî PCB sêwirana dabînkirina hêzê, ev kaxez rêbaza çêtirîn PCB -ê, mînak û teknîkan destnîşan dike da ku performansa modula hêza guherbar a hêsan xweş bike.

Dema ku hûn nexşeya dabînkirina hêzê plansaz dikin, nerîna yekem qada loopa fîzîkî ya du pêlên guhartina heyî ye. 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. Di quncika 1 de ku di Nîga 1 de hatî xuyang kirin, kondensatorê derbazkirinê yê xweser (CIN1) di dema domandina domdar a MOSFET-a bilind de, di nav MOSFET-ê re derbasî induktora hundurîn û kondensatorê derketinê (CO1) dibe û di dawiyê de vedigere kondensatorê baypasê yê ketinê.

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

Figure 1 Schematic diagram of loop in 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. Enerjiya ku di induktora hundurîn de hatî hilanîn, berî ku vegerin GND -ê di nav kondensatorê baypasê ya derketî û dawiya kêm de diherike (Li Wêne 1 binêre). The region where two loops do not overlap each other (including the boundary between loops) is the region with high DI/DT current. Kondensatorê dorpêçkirinê (Cin1) di peydakirina pêla frekansa bilind a li veguherîner de û vegera frekansa bilind li riya jêderê xwe rolek sereke dileyze.

Kondensatorê dorpêçkirinê (Co1) pir AC nagire, lê ji bo guheztina deng wekî parzûnek frekansa bilind tevdigere. Ji ber sedemên jorîn, divê kondensatorên têketin û derketinê heya ku ji dest tê nêzî pêlên VIN û VOUT -ên wan ên li ser modulê bibin. Wekî ku di Nîgara 2 -an de hatî xuyang kirin, induktasyona ku ji hêla van pêwendiyan ve hatî hilberandin dikare bi kêmkirina têlên di navbera kondensatorên baypasê û pêlên wan ên VIN û VOUT -ê de bi qasî kurt û fireh were kêm kirin.

Figureikil 2 ÇELKA SPWSK

Kêmkirina induksiyonê di nexşeyek PCB de du feydeyên mezin hene. Pêşîn, bi pêşvebirina veguheztina enerjiyê di navbera Cin1 û CO1 de, performansa perçeyê baştir bikin. Ev piştrast dike ku modul xwedan byf hf -a baş e, ji ber bilindbûna DI/DT -ya bilind pezên voltaja induktîf kêm dike. Di heman demê de ew deng û stresa voltaja cîhazê kêm dike da ku xebata normal misoger bike. Ya duyemîn, EMI kêm bikin.

Kondensatorên ku bi induktasyona kêmtir parazîtî ve girêdayî ne taybetmendiyên impedansê kêm bi frekansên bilind re destnîşan dikin, bi vî rengî tîrêjê rêvekirî kêm dike. Ceramic capacitors (X7R or X5R) or other low ESR type capacitors are recommended. Kondensatorên veberhênanê yên pêvek tenê dikarin werin lîstin ger kondensatorên zêde li nêzî dawiya GND û VIN werin danîn. 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.

Circuit current path planning is often neglected, but it plays a key role in optimizing power supply design. 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.

Pêlên zemînkirî (di nav de pêlên tazî), kondensatorên têketin û derketinê, kondensatorên destpêkirina nerm, û berxwedêrên bertek ên di modulê de divê hemî bi pola xêzê ya li ser PCB ve girêdayî bin. Ev qata loopê dikare wekî rêgezek vegera bi induktasyona zehf hindik û wekî amûrek belavkirina germê ya ku li jêr tê nîqaş kirin were bikar anîn.

KEMAN. 3 Nexşeya şematîkî ya modul û PCB wekî impedansa germî

Pêdivî ye ku berxwedanê bertek jî heya ku ji dest tê nêzî FB (nerîta) modulê bibe. 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.

Pêşniyarên Sêwirana Belavkirina Germê

Sêwirana tevlihev a modulan, dema ku berjewendiyên elektrîkê peyda dike, bandorek neyînî li sêwirana belavkirina germê dike, li cihê ku hêza wekhev ji Cihên piçûktir tê belav kirin. 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. Pad dibe alîkar ku ji MOSFEtsên hundurîn, ku bi gelemperî pirraniya germê çêdikin, ji PCB -yê re impedansa germê ya pir kêm peyda bike.

Berxwedana germahiyê (θJC) ji xaçerêya nîv -hîndekar heya pakêta derveyî van amûran 1.9 ℃/W ye. Dema ku gihîştina nirxek θJC-ya pêşeng a îdeal e, nirxek θJC-ya nizm bêwate ye dema ku impedansa germî (θCA) ya pakêta derveyî hewa pir mezin e! If no low-impedance heat dissipation path is provided to the surrounding air, the heat will accumulate on the bare pad and cannot be dissipated. So what determines θCA? The thermal resistance from bare pad to air is completely controlled by the PCB design and associated heat sink.

Naha ji bo nihêrînek bilez a ku meriv çawa PCB -a hêsan bêyî finan dîzayn dike, jimare 3 modul û PCB -ê wekî impedansa germê destnîşan dike. Ji ber ku impedansa tîrêjê ya di navbera xalîçeyê û serê pakêta derveyî de li gorî impedansa germê ya ji xalîçeyê heya padê tazî pir zêde ye, em dikarin di dema texmîna yekem a berxwedana germê ya ji xaçerêyê heya rêça belavbûna germê θJA paşguh bikin hewaya derdorê (θJT).

Di sêwirana belavkirina germê de gava yekem ev e ku mîqdara hêza ku tê veqetandin were destnîşankirin. Hêza ku ji hêla modulê (PD) ve hatî vexwarin dikare bi karanîna grafîka karîgeriyê (η) ku di tabloya daneyê de hatî weşandin bi hêsanî were hesibandin.

We then use the temperature constraints of the maximum temperature in the design, TAmbient, and the rated junction temperature, TJuncTIon(125 ° C), to determine the thermal resistance required for the packaged modules on the PCB.

Di dawiyê de, me ji bo diyarkirina qada plakaya ku ji bo belavbûna germê hewce dike, texmînek hêsankirî ya herî zêde veguheztina germê ya konvektîv a li ser rûyê PCB-ê (bi pêlên sifir ên 1-onsî yên zirar nedîtî û gelek kunên serşokê) bikar anî.

Nêzîkbûna qada PCB -ya pêwîst rola ku ji hêla kunên belavbûna germê ve ku germê ji pola jorîn a metal (pakêt bi PCB ve girêdayî ye) vediguhezîne qata metal a jêrîn nagire. Qata jêrîn wekî qatê rûkalê duyemîn e ku bi navgîniya wê konveksyon dikare germê ji plakayê veguhezîne. Ji bo ku nêzikbûna qada panelê derbasdar be divê herî kêm 8 heta 10 kunên sarbûnê werin bikar anîn. Berxwedana germê ya germê bi hevkêşeya jêrîn ve tê texmîn kirin.

Ev texmîn ji bo kunek tîpîk a bi navgîniya 12 mîlî bi rûkala sifir a 0.5 oz derbas dibe. Bi qasî ku dibe bila bibe divê li seranserê devera jêrzemîna tazî qulikên germkirinê werin çêkirin, û divê ev kunên germavan arşîvek bi navberek 1 heta 1.5mm pêk bînin.

xelasî

Modula hêza SIMPLE SWITCHER alternatîfek ji bo sêwiranên tevlihev ên dabînkirina hêzê û nexşeyên tîpîk ên PCB -ên ku bi veguherînerên DC/DC re têkildar in peyda dike. Digel ku kêşeyên nexşeyê ji holê hatine rakirin, hin karên endezyariyê hîn jî hewce ne ku bêne kirin da ku performansa modulê bi sêwirana baş derbasbûn û belavkirina germê xweş bikin.