Najstarsze wersje tego postu można wyświetlić za pomocą tego linku .
To jest mój przeprojektowany układ. Jakie jest twoje zdanie?
10–32 V do 5 V 1,2 A Projekt regulatora buck SMPS. IC to IFX91041 od infineon .
Oto schematy i układy: http://www.mediafire.com/?69e66eje7vda1
(Dano mi powierzchnię 45 cm² (~ 6,98 cala²) zarówno dla 5 V 1,2 A, jak i 35 V 4 A.)
pcb
layout
switch-mode-power-supply
buck
abdullah kahraman
źródło
źródło
Odpowiedzi:
Zgadzam się z innymi odpowiedziami tutaj, ale pomyślałem, że to może pomóc:
Narysowałem 2 pętle wysokich prądów / wysokich częstotliwości, które budzą największe obawy w tym projekcie.
Kolor zielony pokazuje pętlę prądu wejściowego z nakładkami odsprzęgającymi C7 / C18, które pozyskują większość wymaganego prądu wysokiej częstotliwości. Ta pętla jest bardzo duża z powodu złej konstrukcji gruntu.
Żółty pokazuje pętlę prądu wyjściowego, jest również bardzo duży.
Być może najbardziej niepokojące jest to, że prądy powrotne zarówno z wejścia, jak i wyjścia do regulatora dzielą jedną ścieżkę powrotu uziemienia przez wąski ślad wychodzący z C17.
Twoim ostatecznym celem jest zminimalizowanie obszaru pętli obu tych pętli. Robiąc to, pamiętaj, że prądy o wysokiej częstotliwości, te, które dotyczą zakłóceń elektromagnetycznych, będą podążać ścieżką najmniejszej indukcyjności do ziemi, a nie ścieżką najmniejszej rezystancji.
Na przykład, narysowałem te ścieżki nieco szerzej dla jasności, ale w rzeczywistości komponenty wysokiej częstotliwości ścieżki powrotnej uziemienia dla prądu wyjściowego (żółty) będą próbowały podróżować bezpośrednio pod ścieżką prądu wejściowego, jeśli to możliwe. W drodze powrotnej jest bardziej prawdopodobne, że ugnie się pod L2.
EDYCJA: Aktualizacja dla pełnej płaszczyzny podłoża.
Oto zaktualizowany rysunek bieżących pętli dla nowego układu:
Jest to o wiele lepsze, zwroty uziemienia są oddzielone dla przejrzystości, ale wysoka częstotliwość będzie podróżować wzdłuż płaszczyzny uziemienia tak blisko bezpośrednio pod śladami mocy, jak to możliwe. Dodałem ścieżkę sprzężenia zwrotnego w kolorze różowym, a jaśniejszy kolor oznacza prąd przemieszczający się po płaszczyźnie uziemienia.
Kilka uwag:
Ścieżki są wciąż znacznie dłuższe, niż powinny. Zwłaszcza pętla sprzężenia zwrotnego jest dość długa i porusza się pod prądem wejściowym. Wejście to ma wysoką impedancję, więc każde sprzężenie indukcyjne tego śladu będzie miało stosunkowo duży wpływ na dokładność regulacji. Krzyżujesz pod kątem prawie 90 stopni, co zmniejsza sprzężenie, ale prądy uziemienia nie i stanowią problem z innych powodów (patrz poniżej).
Ślad mocy wejściowej przecina podział w płaszczyźnie uziemienia, w którym przebiega ślad dla pętli sprzężenia zwrotnego. Nigdy, przenigdy, nie przekraczaj podziału na płaszczyźnie gruntu lub mocy na sąsiedniej warstwie ze śladem, który ma szansę przenosić wysokie częstotliwości (co w rzeczywistości oznacza jakikolwiek ślad). To tworzy promieniującą pętlę, jak wskazuje jasnozielona ścieżka powrotna. Efektem końcowym jest duży problem EMI.
Nie wiem, czy jest to wynik eksportu do pdf, czy co, ale wydaje się, że masz wiele przelotek, które będą miały problemy z odprawą. Są zbyt blisko siebie i zbyt blisko padów elementów. Nawet z maską lutowniczą nad przelotkami, luz maski lutowniczej na padzie wygląda tak, jakby odsłonił niektóre przelotki powodując problemy z lutowaniem, jeśli użyjesz reflow. Na przykład przelotki w pobliżu D1 prawie na pewno zostaną odsłonięte, a gdy płytka zostanie ponownie zalana, przelot będzie wysysał cały lut z dala od płytki, pozostawiając D1 albo niespolutowany, albo bardzo słabo lutowany.
Niektóre przelotki również nie pojawiają się na obu warstwach, na przykład w U1.
Co bym zrobił:
Skonfiguruj sprawdzanie reguł projektowania oprogramowania do projektowania obwodów drukowanych z dowolnymi odstępami wymaganymi przez producenta obwodów drukowanych. Będzie to ostrzegać o problemach z usuwaniem maski przez lut, via-pad i lut przez maskę.
Rozerwij projekt i zacznij od nowa od umieszczenia komponentu, wiedząc, że masz teraz solidną płaszczyznę uziemienia. Skoncentruj się na zminimalizowaniu długości ścieżek krytycznych i wykorzystaj jak najwięcej miedzi dla tych ścieżek (zablokuj pętlę sprzężenia zwrotnego, jej niski prąd). Jeśli pozwala na to przestrzeń / układ, wylewanie ziemi na powierzchnię nie jest złym pomysłem, po prostu upewnij się, że możesz to zrobić poprawnie. (bez osieroconej miedzi, dobrze sprzężonej z płaszczyzną uziemienia)
Edycja 2:
Nie jestem pewien, czy już to masz, ale oto uwagi dotyczące projektu / aplikacji z infineon dla 2-warstwowej płyty wykorzystującej solidną płaszczyznę uziemienia na dole. Używają dość długiego śladu FB, ale trzymają go z dala od niebezpiecznych pętli.
źródło
W tej (i większości innych konstrukcji SMPS) występują dwie pętle przełączające o wysokim natężeniu prądu, o które należy dbać, aby uzyskać wystarczającą wydajność i niski poziom szumów elektromagnetycznych.
Pin8 - C9 - GND
Ta pętla będzie musiała pokryć moc wejściową.
Aby zmniejszyć samą pętlę, podłącz uziemienie kondensatorów do flagi uziemienia regulatora, po prostu obróć C9 o 90 ° CCW.
W twoim projekcie brakuje mi małego, ale szybkiego kondensatora, takiego jak kondensator ceramiczny 100-220nF. Podłącz go bardzo blisko do regulatora IC.
Pin 6 - L2 - C13
To będzie twoja pętla wyjściowa.
Przenieś C13 i C17 na dół, połącz ich masy z płytą naziemną układu scalonego (w tym celu użyj ładnego dużego wielokąta).
Ponownie dodaj mały ceramiczny kondensator.
Obróć L2 o 180 °, aby utworzyć ładne, duże połączenie (ponownie najlepiej byłoby wypełnić wielokąt) do C13, C17 i układu scalonego.
Obróć D2 o 90 ° i umieść go między L2 a IC., Podłącz go do wielokąta i naziemnej płyty.
Ogólnie:
źródło
Chciałbym użyć wersji części z regulowanym napięciem wyjściowym zamiast części 5 V. Ale nawet jeśli używana jest wersja 5 V, należy dołączyć dzielnik napięcia sprzężenia zwrotnego (wystarczy użyć rezystora zero omów dla strony wysokiej i nie instalować rezystora strony niskiej). Zapewni to większą elastyczność na dłuższą metę, na wypadek, gdybyś potrzebował innego napięcia.
Ogólnie twoje ślady nie są wystarczająco szerokie. Najbardziej krytyczny będzie ślad z C9 do U1.7-8, wszystko związane z U1.6, L2 do C17 / C13 oraz GND między U1 i wszędzie. Są to sieci, które będą miały wiele prądów przełączających i chcesz się upewnić, że są krótkie i szerokie.
U1 może rozpraszać ciepło, a połączenie z padem GND na dole części nie będzie wystarczające. Powinieneś zwiększyć rozmiar płaszczyzny GND w górnej części płytki drukowanej. Zrób to, przesuwając R1 i C1, aby płaszczyzna GND mogła się rozwinąć spod układu.
Trudno powiedzieć, ale nie sądzę, abyś miał GND podłączony między górną i dolną połową obwodu. Naprawdę powinieneś mieć tylko jedną solidną płaszczyznę uziemienia pod całą płytką drukowaną i nie próbować robić niczego wymyślnego, aby odizolować różne sekcje. (Wyjątek: nadal chcesz, aby płaszczyzna GND ochłodziła U1, po prostu użyj przelotek, aby powiązać tę płaszczyznę z ogólną płaszczyzną GND.)
Wniosek: grubsze ślady, lepsze chłodzenie, dużo GND.
Edycja: Oto moje komentarze do Rev B ...
Dno powinno być jedną kompletną płaszczyzną GND. Nie podzielony na dwie połowy. Jest to krytyczne i nie należy go ignorować.
Jeśli to możliwe, nie należy mieć śladów GND na górnej warstwie - do tego służy płaszczyzna GND. Jest to szczególnie prawdziwe w odniesieniu do GND między J1, D1 i C17.
Ponadto ślad GND do C8 sprawia, że ta czapka jest całkowicie bezużyteczna. Indukcyjność śladowa będzie ogromna. Zamiast tego użyj kilku przelotek do płaszczyzny GND bezpośrednio na czapce. C8 prawdopodobnie powinno znajdować się obok C9.
Ślady łączące górną i dolną połowę obwodu są o wiele za cienkie. Podwój je lub potrój. Lub jeszcze lepiej, użyj miedzianej płaszczyzny / kształtu / wypełnienia / czegokolwiek.
Pojedynczy ślad na dolnej stronie (od C17 do U1) powinien zostać przekierowany, aby znajdował się głównie na górze płytki drukowanej. Pomoże to utrzymać płaszczyznę GND na dole bardziej nienaruszoną i mniej skłonną do czynienia złych rzeczy.
Trudno powiedzieć na podstawie zdjęć, ale możesz potrzebować więcej przelotek z pada / płaszczyzny GND na U1 do płaszczyzny GND na dolnej warstwie. Zwiększenie ciepła do dolnej warstwy jest dobre.
Płaszczyzna GND na górnej warstwie, która jest podłączona do D2 i przechodzi pod L2, potrzebuje więcej przelotek do płaszczyzny GND na dole płytki drukowanej. Umieść co najmniej 2 przelotki pod L2, a może trzeci w prawym dolnym rogu.
źródło