באַזירט אויף דעם פּקב אויסלייג פון מאַכט צושטעלן, דעם פּאַפּיר ינטראַדוסיז דער בעסטער פּקב אויסלייג אופֿן, ביישפילן און טעקניקס צו אַפּטאַמייז די פאָרשטעלונג פון פּשוט סוויטטשער מאַכט מאָדולע.

ווען פּלאַנירונג די אויסלייג פון די מאַכט צושטעלן, דער ערשטער באַטראַכטונג איז די גשמיות שלייף שטח פון די צוויי סוויטשינג קראַנט לופּס. 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. אין שלייף 1 געוויזן אין פיגורע 1, די קראַנט זיך-קאַנדאַקטינג אַרייַנשרייַב בייפּאַס קאַפּאַסאַטער (סינ 1) פּאַסיז דורך די MOSFET צו די ינערלעך ינדוקטאָר און רעזולטאַט בייפּאַס קאַפּאַסאַטער (CO1) בעשאַס די קעסיידערדיק קאַנדאַקשאַן צייט פון די הויך-סוף MOSFET און לעסאָף קערט צו די אַרייַנשרייַב בייפּאַס קאַפּאַסאַטער.

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

פיגורע 1 סכעמאַטיש דיאַגראַמע פון ​​שלייף אין מאַכט מאָדולע

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. די ענערגיע סטאָרד אין די ינערלעך ינדוקטאָר פלאָוז דורך די רעזולטאַט בייפּאַס קאַפּאַסאַטער און נידעריק סוף MOSFEts איידער צוריקקומען צו GND (זען פיגורע 1). דער געגנט וווּ צוויי לופּס טאָן ניט אָוווערלאַפּ יעדער אנדערע (אַרייַנגערעכנט די גרענעץ צווישן לופּס) איז די געגנט מיט הויך DI/DT קראַנט. די אַרייַנשרייַב בייפּאַס קאַפּאַסאַטער (סינ 1) פיעסעס אַ שליסל ראָלע אין צושטעלן די הויך אָפטקייַט קראַנט צו די קאַנווערטער און צוריקקומען די הויך אָפטקייַט קראַנט צו זיין מקור דרך.

דער רעזולטאַט בייפּאַס קאַפּאַסאַטער (קאָ 1) טראגט נישט פיל אַק קראַנט, אָבער אקטן ווי אַ הויך-אָפטקייַט פילטער פֿאַר סוויטשינג ראַש. צוליב די אויבן סיבות, אַרייַנשרייַב און רעזולטאַט קאַפּאַסאַטערז זאָל זיין שטעלן ווי נאָענט ווי מעגלעך צו זייער ריספּעקטיוו VIN און VOUT פּינס אויף די מאָדולע. ווי געוויזן אין פיגורע 2, די ינדאַקטאַנס דזשענערייטאַד דורך די קאַנעקשאַנז קענען זיין מינאַמייזד דורך מאכן די וויירינג צווישן די בייפּאַס קאַפּאַסאַטערז און זייער ריספּעקטיוו VIN און VOUT פּינס ווי קורץ און ברייט ווי מעגלעך.

פיגורע 2 פּשוט סוויטשער שלייף

מינאַמייזינג ינדאַקטאַנס אין אַ פּקב אויסלייג האט צוויי הויפּט בענעפיץ. ערשטער, פֿאַרבעסערן די פאָרשטעלונג פון די קאַמפּאָונאַנץ דורך פּראַמאָוטינג ענערגיע אַריבערפירן צווישן סינ 1 און קאָ 1. דאָס ינשורז אַז די מאָדולע האט אַ גוט hf בייפּאַס, מינאַמייזינג ינדוקטיווע וואָולטידזש פּיקס רעכט צו הויך די/דט קראַנט. עס אויך מינאַמייז ראַש און וואָולטידזש דרוק פון די מיטל צו ענשור נאָרמאַל אָפּעראַציע. צווייטנס, מינאַמייז EMI.

קאַפּאַסאַטערז פארבונדן מיט ווייניקער פּעראַסיטיק ינדאַקטאַנס ויסשטעלונג נידעריק ימפּידאַנס קעראַקטעריסטיקס צו הויך פריקוואַנסיז, אַזוי רידוסינג פירט ראַדיאַציע. סעראַמיק קאַפּאַסאַטערז (קס 7 ר אָדער קס 5 ר) אָדער אנדערע נידעריק עסר טיפּ קאַפּאַסאַטערז זענען רעקאַמענדיד. נאָך אַרייַנשרייַב קאַפּאַסאַטערז קענען נאָר שפּילן אויב נאָך קאַפּאַסאַטערז זענען געשטעלט לעבן די GND און VIN ענדס. 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.

קרייַז קראַנט פּלאַנירונג איז אָפט אָפּגעלאָזן, אָבער עס פיעסעס אַ שליסל ראָלע אין אָפּטימיזינג די מאַכט צושטעלן פּלאַן. 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.

גראָונדעד פּינס (אַרייַנגערעכנט נאַקעט פּאַדס), אַרייַנשרייַב און רעזולטאַט קאַפּאַסאַטערז, ווייך אָנהייב קאַפּאַסאַטערז און באַמערקונגען רעסיסטאָרס אין די מאָדולע זאָל אַלע זיין פארבונדן צו די שלייף שיכטע אויף די פּקב. דעם שלייף שיכטע קענען ווערן גענוצט ווי אַ צוריקקער דרך מיט גאָר נידעריק ינדאַקטאַנס קראַנט און ווי אַ היץ דיסיפּיישאַן מיטל דיסקאַסט אונטן.

FIG. 3 סכעמאַטיש דיאַגראַמע פון ​​מאָדולע און פּקב ווי טערמאַל ימפּידאַנס

די באַמערקונגען רעסיסטאָר זאָל אויך זיין שטעלן ווי נאָענט ווי מעגלעך צו די FB (באַמערקונגען) שפּילקע פון ​​די מאָדולע. 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.

עצה פֿאַר היץ דיססיפּאַטיאָן

די סאָליד אויסלייג פון די מאַדזשולז, כאָטש עלעקטריקאַל בענעפיץ האָבן אַ נעגאַטיוו פּראַל אויף די היץ דיסיפּיישאַן פּלאַן, ווו עקוויוואַלענט מאַכט איז דיסאַפּייטיד פֿון קלענערער ספּייסאַז. 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. די בלאָק העלפּס צו צושטעלן גאָר נידעריק טערמאַל ימפּידאַנס פון די ינערלעך MOSFEts, וואָס טיפּיקלי דזשענערייט רובֿ פון די היץ, צו די פּקב.

די טערמאַל ימפּידאַנס (θ דזשק) פון די סעמיקאַנדאַקטער קנופּ צו די ויסווייניקסט פּעקל פון די דעוויסעס איז 1.9 ℃/וו. כאָטש עס איז ידעאַל צו דערגרייכן אַ ינדאַסטרי θ דזשק ווערט, אָבער אַ נידעריק θ דזשק ווערט איז קיין זינען ווען די טערמאַל ימפּידאַנס (קקאַ) פון די ויסווייניקסט פּעקל צו די לופט איז צו גרויס! אויב די אַרומיק לופט איז נישט צוגעשטעלט מיט אַ נידעריק-ימפּידאַנס היץ דיסיפּיישאַן דרך, די היץ וועט אָנקלייַבן אויף די נאַקעט בלאָק און קענען ניט זיין דיסאַפּייטיד. אַזוי וואָס דאַטערמאַנז θ CA? די טערמאַל קעגנשטעל פון נאַקעט בלאָק צו לופט איז גאָר קאַנטראָולד דורך די פּקב פּלאַן און פֿאַרבונדן היץ זינקען.

איצט פֿאַר אַ שנעל קוק אין ווי צו פּלאַן אַ פּשוט פּקב אָן פינס, פיגורע 3 ילאַסטרייץ די מאָדולע און פּקב ווי טערמאַל ימפּידאַנס. ווייַל די טערמאַל ימפּידאַנס צווישן די קנופּ און די שפּיץ פון די ויסווייניקסט פּעקל איז לעפיערעך הויך קאַמפּערד מיט די טערמאַל ימפּידאַנס פון די קנופּ צו די נאַקעט בלאָק, מיר קענען איגנאָרירן די θ דזשאַ היץ דיסיפּיישאַן דרך בעשאַס דער ערשטער אָפּשאַצונג פון די טערמאַל קעגנשטעל פון די קנופּ צו די אַרומיק לופט (θJT).

דער ערשטער שריט אין די פּלאַן פון היץ דיסיפּיישאַן איז צו באַשליסן די סומע פון ​​דיסאַפּייטיד מאַכט. די מאַכט קאַנסומד דורך די מאָדולע (PD) קענען זיין קאַלקיאַלייטיד מיט די עפעקטיווקייַט גראַפיק (η) ארויס אין די דאַטן טיש.

דערנאָך מיר נוצן די טעמפּעראַטור קאַנסטריינץ פון די מאַקסימום טעמפּעראַטור אין די פּלאַן, טאַמביענט און די רייטאַד קנופּ טעמפּעראַטור, טדזשונקטיאָן (125 ° C), צו באַשליסן די טערמאַל קעגנשטעל פארלאנגט פֿאַר די פּאַקידזשד מאַדזשולז אויף די פּקב.

צום סוף, מיר געוויינט אַ סימפּליפיעד אַפּראַקסאַמיישאַן פון די מאַקסימום קאַנוועקטיוו היץ אַריבערפירן אויף די פּקב ייבערפלאַך (מיט אַנדאַמאַדזשד 1-אונס קופּער פינס און פילע היץ זינקען האָלעס אויף די שפּיץ און דנאָ פלאָרז) צו באַשליסן די טעלער שטח פארלאנגט פֿאַר היץ דיסיפּיישאַן.

די פארלאנגט פּראַקסימאַטי פון די פּקב שטח טוט נישט נעמען אין חשבון די ראָלע פון ​​האָלעס פֿאַר היץ דיסיפּיישאַן וואָס אַריבערפירן היץ פון די שפּיץ מעטאַל שיכטע (די פּעקל איז פארבונדן צו די פּקב) צו די דנאָ מעטאַל שיכטע. די דנאָ שיכטע דינען ווי אַ צווייט ייבערפלאַך שיכטע דורך וועלכע קאַנוועקשאַן קענען אַריבערפירן היץ פון די טעלער. אין מינדסטער 8-10 קאָאָלינג האָלעס זאָל זיין געוויינט פֿאַר די אַפּראַקסאַמיישאַן פון די ברעט שטח. די טערמאַל קעגנשטעל פון די היץ זינקען איז אַפּראַקסאַמייטיד דורך די פאלגענדע יקווייזשאַן.

די אַפּראַקסאַמיישאַן אַפּלייז צו אַ טיפּיש דורך-לאָך פון 12 מיל דיאַמעטער מיט 0.5 אָז קופּער סידעוואַלל. ווי פילע היץ זינקען האָלעס ווי מעגלעך זאָל זיין דיזיינד אין די גאנצע געגנט אונטער די נאַקעט בלאָק, און די היץ זינקען האָלעס זאָל פאָרעם אַ מענגע מיט אַ ספּייסינג פון 1 צו 1.5 מם.

סאָף

די סימפּלע סוויטשער מאַכט מאָדולע אָפפערס אַן אָלטערנאַטיוו צו קאָמפּלעקס דיזיינז פֿאַר מאַכט צושטעלן און טיפּיש פּקב לייאַוץ פֿאַרבונדן מיט דק/דק קאַנווערטערז. כאָטש די אויסלייג טשאַלאַנדזשיז זענען ילימאַנייטאַד, עטלעכע ינזשעניעריע אַרבעט דאַרף נאָך זיין דורכגעקאָכט צו אַפּטאַמייז די פאָרשטעלונג פון די מאָדולע מיט אַ גוט בייפּאַס און היץ דיסיפּיישאַן פּלאַן.