Дар асоси он PCB тарҳбандии таъминоти барқ, ин коғаз беҳтарин усули тарҳбандии PCB, мисолҳо ва усулҳоро барои оптимизатсияи иҷрои модули свитчери оддӣ муаррифӣ мекунад.

Ҳангоми банақшагирии тарҳбандии таъминоти барқ, таваҷҷӯҳи аввал майдони ҳалқаи физикии ду ҳалқаи коммутатсионии ҷорӣ мебошад. 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. Дар ҳалқаи 1, ки дар расми 1 нишон дода шудааст, конденсатори гардиши худкори вуруди (Cin1) тавассути MOSFET ба индуктори дохилӣ ва конденсатори байпаси баромади (CO1) дар давоми гузариши доимии MOSFET-и баландпоя мегузарад ва дар охир ба конденсатор барои гузариш.

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

Расми 1 Диаграммаи схемавии ҳалқа дар модули барқ

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. Энергияе, ки дар индуктори дохилӣ нигоҳ дошта мешавад, пеш аз баргаштан ба GND тавассути конденсатори гардиш ва MOSFEts паст мегузарад (ба расми 1 нигаред). Минтақае, ки ду ҳалқа ба ҳам мувофиқ нестанд (аз ҷумла сарҳади байни ҳалқаҳо) минтақаест, ки ҷараёни баланди DI/DT дорад. Конденсатори гардиши вурудӣ (Cin1) дар таъмини ҷараёни басомади баланд ба конвертор ва бозгашти ҷараёни басомади баланд ба роҳи манбаи он нақши калидӣ мебозад.

Конденсатори гардиши баромад (Co1) ҷараёни зиёди AC надорад, балки ҳамчун филтри басомади баланд барои иваз кардани садо амал мекунад. Бо сабабҳои дар боло зикршуда, конденсаторҳои вуруд ва баромад бояд ба қадри имкон ба пинҳои VIN ва VOUT мувофиқи модул ҷойгир карда шаванд. Тавре ки дар расми 2 нишон дода шудааст, индуктиватсияи аз ҷониби ин пайвастҳо тавлидшударо бо роҳи ба қадри имкон кӯтоҳ ва васеъ сохтани ноқилҳо байни конденсаторҳои обрав ва пинҳои дахлдори VIN ва VOUT онҳо кам кардан мумкин аст.

Тасвири 2 Давраи свитчери оддӣ

Кам кардани индуктивӣ дар тарҳбандии PCB ду бартарии асосӣ дорад. Якум, беҳтар кардани иҷрои ҷузъҳо тавассути пешбурди интиқоли энергия байни Cin1 ва CO1. Ин кафолат медиҳад, ки модул гардиши хуби hf дорад ва қуллаҳои шиддати индуктивиро аз сабаби ҷараёни баланди DI/DT кам мекунад. Он инчунин садои дастгоҳ ва фишори шиддатро барои таъмини кори муқаррарӣ кам мекунад. Дуюм, кам кардани EMI.

Конденсаторҳое, ки бо индуктивии камтар паразитӣ алоқаманданд, ба басомадҳои баланд хусусиятҳои ками импеданс нишон медиҳанд ва ҳамин тариқ радиатсияи гузарондашударо кам мекунанд. Конденсаторҳои сафолӣ (X7R ё X5R) ё дигар конденсаторҳои навъи ESR паст тавсия карда мешаванд. Конденсаторҳои иловагии вуруд танҳо дар сурате ба кор медароянд, ки конденсаторҳои иловагӣ дар наздикии ақсои GND ва VIN ҷойгир карда шаванд. 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.

Банақшагирии роҳи ҳозираи гардиш аксар вақт нодида гирифта мешавад, аммо он дар беҳсозии тарҳи таъминоти барқ ​​нақши калидӣ мебозад. 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.

Таїіизоти асоснокшуда (аз он љумла боли луч), конденсаторіои вуруд ва баромад, конденсаторіои мулоим ва резисторіои бозгашти модул бояд іамаи оніо ба ќабати даври PCB пайваст карда шаванд. Ин қабати ҳалқаро метавон ҳамчун роҳи бозгашт бо ҷараёни индуктивии хеле паст ва ҳамчун дастгоҳи паҳнкунандаи гармӣ, ки дар зер баррасӣ мешавад, истифода бурдан мумкин аст.

АНҶИР. 3 Диаграммаи схемавии модул ва PCB ҳамчун импедансҳои гармидиҳӣ

Муқовимати бозгашт низ бояд ба қадри имкон ба PIN FB (фикру) -и модул ҷойгир карда шавад. 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.

Пешниҳодҳо оид ба тарҳрезии гармӣ

Тарҳбандии паймонаи модулҳо ҳангоми таъмини имтиёзҳои барқӣ ба тарҳи паҳншавии гармӣ таъсири манфӣ мерасонад, ки дар он қудрати баробар аз ҷойҳои хурд паҳн мешавад. 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. Платина барои таъмин намудани импедансҳои гармидиҳии бениҳоят паст аз MOSFEts дохилӣ, ки одатан аксари гармиро ба PCB тавлид мекунанд, кӯмак мекунад.

Импеданс гармидиҳӣ (θJC) аз пайванди нимноқилҳо то бастаи берунии ин дастгоҳҳо 1.9 ℃/Вт аст. Ҳангоме ки ба даст овардани арзиши θJC дар соҳа беҳтарин аст, идеали пасти θJC ҳеҷ маъно надорад, вақте ки импедансҳои гармидиҳии (θCA) бастаи берунӣ ба ҳаво аз ҳад зиёд бошанд! Агар ба ҳавои гирду атроф роҳи пошхӯрии гармидиҳии пасти импеданс пешбинӣ нашуда бошад, гармӣ дар тахтаи луч ҷамъ мешавад ва онро пароканда кардан мумкин нест. Пас, чӣ determinesCA -ро муайян мекунад? Муқовимати гармидиҳӣ аз болопӯш ба ҳаво аз ҷониби тарҳи PCB ва гармкунаки алоқаманд комилан назорат карда мешавад.

Ҳоло барои зуд фаҳмидани он, ки чӣ тавр тарҳрезии як PCB -и оддӣ бе қанот, дар расми 3 модул ва PCB ҳамчун импедансҳои гармидиҳӣ нишон дода шудаанд. Азбаски импедансҳои гармидиҳӣ байни пайвастшавӣ ва болои бастаи беруна дар муқоиса бо импедансҳои гармидиҳӣ аз пайвастшавӣ то болопӯши луч нисбатан баланд аст, мо метавонем ҳангоми паҳншавии аввалин муқовимати гармӣ аз пайвастшавӣ то ҳавои атроф (θJT).

Қадами аввал дар тарҳрезии пошхӯрии гармӣ муайян кардани ҳаҷми қудратест, ки бояд партофта шавад. Қувваи аз ҷониби модул (PD) истеъмолшударо метавон бо истифода аз графики самаранокӣ (η), ки дар ҷадвали маълумот нашр шудааст, ба осонӣ ҳисоб кардан мумкин аст.

Мо сипас маҳдудиятҳои ҳарорати ҳарорати ҳадди аксарро дар тарҳ, TAmbient ва ҳарорати номиналии пайвастшавӣ, TJuncTIon (125 ° C) барои муайян кардани муқовимати гармидиҳӣ барои модулҳои бастабандишуда дар PCB истифода мебарем.

Ниҳоят, мо барои муайян кардани майдони табақе, ки барои парокандагии гармӣ лозим аст, тахминии соддакардашудаи интиқоли максималии конвективии гармӣ дар сатҳи PCB (бо қаноти мисии 1-унсия ва сӯрохиҳои сершумори гармидиҳӣ дар қабатҳои боло ва поён) -ро истифода бурдем.

Тақсимоти лозимии минтақаи PCB нақши сӯрохиҳои пошхӯрии гармиро, ки гармиро аз қабати болоии металлӣ (пакет ба PCB пайваст аст) ба қабати металлии поёни мебозад, ба назар намегирад. Қабати поёнӣ ҳамчун қабати дуввуми рӯизаминӣ хизмат мекунад, ки тавассути он конвексия метавонад гармиро аз табақ интиқол диҳад. Ҳадди аққал 8 то 10 сӯрохи хунуккуниро истифода бурдан лозим аст, то тахминии майдони тахта эътибор дошта бошад. Муқовимати гармидиҳандаи гармидиҳӣ бо муодилаи зерин наздик карда шудааст.

Ин тахмин ба сӯрохи маъмулии диаметри 12 мил бо канори девори мисии 0.5 унсия дахл дорад. То ҳадди имкон бисёр сӯрохиҳои гармидиҳӣ бояд дар тамоми минтақа дар зери болишти луч тарҳрезӣ карда шаванд ва ин сӯрохиҳои гармидиҳӣ бояд массиви фосилаи аз 1 то 1.5 мм дошта бошанд.

хулоса

Модули барқи оддии SWITCHER алтернативаи тарҳҳои мураккаби таъминоти барқ ​​ва тарҳҳои маъмулии PCB -ро, ки бо конверторҳои DC/DC алоқаманданд, таъмин мекунад. Ҳангоме ки мушкилоти тарҳбандӣ бартараф карда шуданд, барои беҳтар кардани кори модул бо тарҳи хуби гузариш ва паҳншавии гармӣ ҳоло ҳам баъзе корҳои муҳандисӣ бояд анҷом дода шаванд.