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PCB設(shè)計(jì)大講堂:DC/DC轉(zhuǎn)換器的接地線設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間 :2018-01-08 11:55 閱讀 : 來(lái)源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCB設(shè)計(jì)部
圖1:基于基本設(shè)計(jì)原則的布線模式。
在設(shè)計(jì)印刷線路板時(shí),PCB設(shè)計(jì)工程師都會(huì)仔細(xì)思考銅線的走線方式和零組件的放置問(wèn)題。如果沒有充分考慮這兩點(diǎn),印刷線路板的效率、最大輸出電流、輸出紋波及其它特性都將會(huì)受到影響。產(chǎn)生這些影響的兩個(gè)主要原因則是地線(GND、VSS)和電源線(+B、VCC、VDD)的連接,如果地線及電源線設(shè)計(jì)合理,電路將能正常地工作,獲得較好的性能指標(biāo),否則會(huì)產(chǎn)生干擾、性能指標(biāo)惡化等問(wèn)題。本文就DC/DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì),介紹一些通用的PCB設(shè)計(jì)原則和地線連接方法。
 
一些簡(jiǎn)要的設(shè)計(jì)原則
圖1:基于基本設(shè)計(jì)原則的布線模式。
 
印制線走線方式和零組件的放置常常會(huì)影響電路的性能。以下提出了接地線設(shè)計(jì)四個(gè)原則:
1. 用平面布線方式(planar pattern)接地;
2. 用平面布線方式接電源線;
圖2:升壓電路的PCB設(shè)計(jì)示例。
3. 按電路圖中的訊號(hào)電流走向依序逐個(gè)放置零組件;
4. 實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)在應(yīng)用時(shí)不應(yīng)做任何調(diào)整,即使受板的尺寸或其它因素影響也應(yīng)原樣復(fù)制數(shù)據(jù)。
 
在設(shè)計(jì)中注意以上原則和要點(diǎn),可以減少電路噪音和訊號(hào)干擾。除了以上的基本原則外,在設(shè)計(jì)銅線走線模式和元件放置時(shí)應(yīng)謹(jǐn)記以下兩點(diǎn):布線之間會(huì)產(chǎn)生雜散電容器;連線長(zhǎng)度會(huì)產(chǎn)生阻抗。在設(shè)計(jì)中注意線間雜散電容器和縮短布線長(zhǎng)度有利于消除噪音,減少輻射的產(chǎn)生。
 
在上面的幾個(gè)基本原則基礎(chǔ)上,PCB設(shè)計(jì)工程師應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(參見圖1):
圖2:升壓電路的PCB設(shè)計(jì)示例。
1. 根據(jù)電路原理圖進(jìn)行元件的布局,輸入電流線和輸出電流線應(yīng)進(jìn)行區(qū)別;
2. 合理放置零組件,保證它們之間的連線最短,以減少噪音;
3. 在電壓變化很大和流過(guò)大電流的地方應(yīng)小心設(shè)計(jì)以降低噪音;
圖3:降壓電路的PCB設(shè)計(jì)示例。
4. 如果電路中采用了線圈和變壓器,必須小心進(jìn)行連接;
5. 電路設(shè)計(jì)時(shí),將零組件放置在同一方向,便于回流焊接;
6. 零組件間或零組件焊盤和焊盤間必須保證0.5毫米以上的間隙,避免出現(xiàn)橋接。
 
PCB設(shè)計(jì)示例
a. 升壓轉(zhuǎn)換器模式布線方式
在升壓轉(zhuǎn)換器中,輸出電容器(CL)的位置比其它元件更重要,參考圖2。建議在PCB設(shè)計(jì)時(shí)注意以下兩點(diǎn):
圖3:降壓電路的PCB設(shè)計(jì)示例。
1. 將輸出電容器盡可能與IC靠近,盡量減少電流迴路。
2. 在PCB板的背面用平面布線方法進(jìn)行地線連接,板背面的接地線應(yīng)透過(guò)一個(gè)過(guò)孔與板正面的接地線相連。
 
b. 降壓轉(zhuǎn)換器布線方式
在降壓電路設(shè)計(jì)中,肖特基二極體的位置很關(guān)鍵,見圖3所示。在PCB設(shè)計(jì)中注意以下幾點(diǎn):
1. 肖特基二極體接地點(diǎn)設(shè)計(jì)將影響輸出的穩(wěn)定性;
圖3:降壓電路的PCB設(shè)計(jì)示例。
2. 肖特基二極體陰極連接線的長(zhǎng)度將影響輸出的穩(wěn)定性;
3. PCB背面用大面積銅箔作為地,透過(guò)過(guò)孔與正面地連接。


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