Prowadzenie konwertera buck / boost DC / DC

10

Potrzebuję pomocy z układem zasilacza. Spartaczyłem dwie pierwsze iteracje, ponieważ nie mam niezbędnego doświadczenia i chciałbym uniknąć kolejnego kosztownego uruchomienia.

Dla kompletności, oto poprzednie (powiązane) pytanie: Problem hałasu z regulatorem przełączania buck / boost

Moje urządzenie jest zasilane z baterii litowo-jonowej, ale potrzebuje napięcia roboczego 3,3 V. Zatem Vin = 2,7-4,2 V, Vout = 3,3 V. Postanowiłem użyć regulatora przełączania buck / boost LTC3536: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3536fa.pdf

Zasadniczo zastosowałem referencyjną implementację (strona 1 arkusza danych) dla zasilacza 1A / 3,3 V. Oto schematy:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Istnieją trzy oddzielne płaszczyzny uziemienia: PGND, wychodzące z akumulatora i łączące się z LTC3536; GND, masa sygnału, która rozgałęzia się od pinu 3, oraz AGND, używane dla czujników analogowych itp., Które rozgałęziają się od płaszczyzny GND.

To jest najnowsza wersja 2-warstwowej płyty. Czerwony to góra, niebieski to dolna warstwa. Jest dość blisko tablicy demonstracyjnej LT. Zanotowałem różne płaszczyzny naziemne, a także VBATT i VCC.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Uwagi dotyczące projektu

Starałem się przestrzegać zaleceń, które znalazłem w arkuszu danych i odpowiedzi, które uzyskałem na poprzednie pytanie. Używam 3 różnych płaszczyzn uziemienia, jak opisano powyżej, połączonych w jednym punkcie za pomocą rezystora 0 Ohm. Próbowałem użyć podejścia podobnego do gwiazdy do routingu VCC. AVCC jest podłączony do VCC za pomocą rezystora 0 Ohm.

pytania

  1. Jednym z problemów z poprzednim projektem było to, że podłączyłem odsłoniętą podkładkę U3 za pomocą przelotek z boku układu. Wymagało to dużo miejsca. Teraz zdałem sobie sprawę, że LT dodało na swojej płycie demo przelotki bezpośrednio pod odsłoniętym padem. Nie wiedziałem, że to możliwe - czy muszę zrobić coś specjalnego z tymi przelotkami?
  2. Nie jestem pewien co do rozmieszczenia płaszczyzn naziemnych. W tej chwili płaszczyzna GND odrywa się od styku 2/3 i jest połączona z płaszczyzną AGND i PGND za pomocą rezystora 0 Ohm. Umieszczenie tego rezystora jest rodzajem losowego bankomatu.
  3. Cały obwód jest przełączany za pomocą miękkiego układu włączania / wyłączania MAX16054, który łączy się z SHDN U3 (pin 10). MAX16054 jest podłączony do VBATT i GND (nie PGND). Czy to może powodować problemy?

Wszelkie uwagi będą mile widziane!

arnuschky
źródło
Pierwszy dokument powiązany z @PhilFrost jest świetny. Pomogło mi zrozumieć, w jaki sposób trasować SMPS. Bardzo polecam.
Jesus Castane
@arnuschky Nie zgadzam się z oddzielonymi GND. Czasami stwarza więcej problemów, które rozwiązuje. W pewien sposób kondensatory wyjściowe twojego SMPS są źródłem zasilania twojego obwodu. Rozważmy więc C17 i C18 jako źródło zasilania. Ich piny Vcc zasilają cały obwód, ALE ich punkt GND jest izolowany (Ok. Nie izolowany, ale za daleko) od obwodu! Moim zdaniem jest to naprawdę duży problem. Dlaczego nie rozważasz dołączenia do PGND i AGND? Uwaga ze swoim torem zwrotnym. Przekracza podział GND! Trzymaj nad tą samą płaszczyzną mocy.
Jesus Castane
OK dzięki, naprawię płaszczyznę mocy. Nie jestem pewien, czy powinienem dołączyć do PGND i AGND. Czy nie narażam się na ryzyko zobaczenia prądów z SMPS w obwodach analogowych? Co do limitów wyjściowych: Czy według ciebie powinienem przenieść je do GND? Jest to odwrotność tego, co powiedział AndyAka w drugim pytaniu.
arnuschky

Odpowiedzi:

5

Mam nadzieję, że nie zaprzeczam żadnej odpowiedzi na poprzednie pytanie !!!

Punkt zwrotny powinien być pobierany z możliwie najbliższego styku wyjściowego. Zanotuj ścieżkę po stronie niekomponentowej dokumentu LTC3536.

Użyłbym pełnej płaszczyzny uziemienia na spodzie dookoła, ale koniec niskiego napięcia R7 musi dostać się do pinu 2, a następnie pin 2 musi skierować gwiazdkę pod chipem do lokalnej pełnej płaszczyzny uziemienia.

Nie oderwałbym R27 (i pinu 3), aby zasilić górną miedź, która łączy się z dolną miedzią (Płaszczyzna GND) - Pozwoliłbym (jak to nazwałeś) samolotowi GND zalać moc ziemią, gdzie jest R11 i tak wysoko, jak prawie analogowa płaszczyzna uziemienia.

Ścieżka z pinu 10 powinna starać się jak najlepiej utrzymać górną warstwę, aby nie zakłócać płaszczyzn podłoża poniżej.

Andy aka
źródło
Cześć Andy. Dziękuję za komentarze (ponownie!) Zacząłem wdrażać zmiany, gdy napotkałem jakieś problemy. Teraz przerobiłem układ bardzo blisko planszy demonstracyjnej LT. Korzystając z tego układu, twój pierwszy i ostatni punkt jest stały. Niestety nie do końca zrozumiałem, co powiedziałeś o samolotach naziemnych. Płaszczyzna GND odtacza teraz pin 2/3, a AGND jest podłączony do tej płaszczyzny osobno. To samo dla R27. Czy to prawda?
arnuschky
@arnuschky Którego fragmentu o samolocie gnd nie śledziłeś?
Andy alias
Nie rozumiem tego: używam pełnej płaszczyzny do uziemienia mocy pod mikroukładem (dolna warstwa). Łączy się tam piny 5 i 13, a także zaślepki wejściowe i wyjściowe. Jak mogę następnie umieścić pod układem kolejną płaszczyznę uziemienia sygnałowego (pin 2), jeśli mam tylko 2 warstwy? To, czego nie zrobiłem, to mieć uziemienie sygnału (płaszczyznę GND) nieco dalej, prowadzić pin 2 tam i gwiazdę w tym punkcie (patrz blok przelotek 4x3), ale nie jestem pewien co do tego punktu gwiazdy.
arnuschky
1
Połączenia GND (w przeciwieństwie do PGND) nie mają płaszczyzny - skierowane są w stronę PGND i nie mogą przenosić prądów związanych ze źródłem zasilania wejściowego i obciążeniem wyjściowym. PGND to płaszczyzna, która znajduje się pod mikroukładem i pod płytką drukowaną. Wszelkie komponenty, które łączą się z „GND” (jak R7), łączą się z pinem 2, który następnie kieruje bezpośrednio do PGND.
Andy aka
Mam wrażenie, że źle tu zrozumiałem. Obecnie mam trzy płaszczyzny, jedną dla PGND, na której powinny pozostać wszystkie ścieżki wysokoprądowe konwertera, jedną dla „normalnego” GND, który zapewnia połączenia uziemiające ze wszystkimi innymi urządzeniami (IC itp.), I jedną dla AGND, który zapewnia uziemienie dla komponentów analogowych (czujników itp.). Płaszczyzna GND jest połączona z PGND i AGND w jednym punkcie.
arnuschky
3

Odpowiadając na moje pytanie dotyczące przelotek w odsłoniętej podkładce U3:

Tak jak się obawiałem, umieszczenie przelotek w podkładce nie jest takie proste. Lut może przepływać przez przelot i może powodować bałagan po drugiej stronie oraz złe połączenie po stronie komponentu. Zobacz te linki na przykład:

Nie jestem pewien, jak to rozwiążę. Całkiem miło z LT, aby uzależnić płytę demo od tego. Widzę opcje drzewa:

  1. mieć zatkane przelotki (drogie)
  2. odsuń przelotki od podkładki (może powodować inne problemy, ponieważ elementy nie mogą być umieszczone wystarczająco blisko)
  3. zmniejszyć średnicę i mam nadzieję, że to wystarczy

Żadna z tych opcji nie jest naprawdę satysfakcjonująca. :(

arnuschky
źródło
1
Zdecydowanie potrzebujesz zatkanych przelotek, jeśli pasta lutownicza osadzi się na nich. W przeciwnym razie będziesz mieć problemy w procesie montażu. Istnieją inne ryzykowne opcje. Zrób mały otwór maski lutowniczej pod mikroukładem. Jak pokazuje ten obraz s3-blogs.mentor.com/tom-hausherr/files/2011/04/…. W takim przypadku możesz odsunąć przelotki od obszarów pasty lutowniczej. (Niestety, może nie jest to najlepszy obraz, aby to pokazać). Druga opcja, którą komentujesz, jest możliwa, ale nie spróbowałbym trzeciej.
Jesus Castane
1
Przejdę do opcji 2. Ponieważ LT nie stwierdza wprost, że przelotki muszą znajdować się pod podkładką ze względów termicznych, zakładam, że jest to w porządku. Dziękuję za odpowiedź Jezu.
arnuschky