DC/DC轉換器的高密度印刷電路板布局——第2部分-電源管理-電子元件技術網

你的位置：首頁 > 電源管理 > 正文

DC/DC轉換器的高密度印刷電路板布局——第2部分

發布時間：2020-12-24 責任編輯：wenwei

【導讀】正如筆者在第1部分中所提，專用於電源管理的印刷電路板（PCB）麵積對係統設計人員而言是極大的約束。降低轉換損耗是一項基本要求，以便能在PCB基板麵有限的空間受約束型應用中實現緊湊的方案。

在電路板上具有戰略意義的位置靈活部署轉換器的能力也很重要 —— 以大電流負載點（POL）模塊為例，處於鄰近負載的最佳位置可降低導通壓降並改善負載瞬態性能。

請細看圖1中外形微縮的降壓型轉換器的功率級布局。作為一個嵌入式POL模塊實施方案，它采用了一個全陶瓷電容器設計、一個高效屏蔽式電感器、若幹垂直堆疊的金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）、一個電壓模式控製器以及一個具有2盎司覆銅的六層PCB。

DC/DC轉換器的高密度印刷電路板布局——第2部分

圖1：25A同步降壓型轉換器PCB布局和實施方案

本設計的主要原則是實現高功率密度和低材料清單（BOM）成本。它總共占用的PCB麵積為2.2cm2（0.34in2），每單位麵積產生的有效電流密度為11.3A/cm2（75A/in2）。3.3V輸出時每單位體積的功率密度為57W/in2（930W/in3）。

為達到高功率密度，通常的做法是增加開關頻率。相比之下，您可通過具有戰略意義的組件選擇來實現小型化，同時保持300kHz的較低開關頻率，旨在減少MOSFET開關損耗和電感器磁芯損耗等與頻率成比例的損失。表1列出了本設計的基本組件。

DC/DC轉換器的高密度印刷電路板布局——第2部分

表1：POL模塊組件、封裝大小和推薦的焊盤尺寸

高密度PCB設計的價值主張

顯然，PCB是一個設計中的重要（有時是最昂貴的）組件。為高密度DC/DC轉換器精心策劃並認真實施的PCB布局的價值主張在於：

● 在空間受限型設計（縮減的解決方案體積和占位麵積）中實現更多的功能。

● 減小開關環路的寄生電感，有助於：

● 減少功率MOSFET電壓應力（開關節點電壓尖峰）和鳴響。

● 降低開關損耗。

● 減少電磁幹擾（EMI）、磁場耦合和輸出噪聲信號。

● 額外的容限可確保在輸入軌瞬態電壓幹擾中安然無恙（特別是在寬VIN範圍的應用裏）。

● 增加可靠性和穩健性（降低組件溫度）。

● 通過縮小PCB、減少濾波組件並去除緩衝器來節約成本。

● 與眾不同的設計可提供競爭優勢、贏得客戶關注並增加收入。

公平地說，PCB布局可決定一個開關功率轉換器最終實現的性能。當然，不必花無數個小時為EMI、噪聲、信號完整性以及與較差布局相關的其它問題進行調試，這會讓設計人員感到非常高興。

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

什麼是負載開關？

電源管理總線 (PMBus)—到底有什麼價值？

電子係統越來越複雜，我們需要更靈活的電源管理解決方案

貿澤推出智能革命係列新一期電子書，探索AI在公共安全領域的作用

ADALM2000實驗：零增益放大器

要采購開關麼，點這裏了解一下價格!

上一篇：什麼是負載開關？

下一篇：雅特力順利通過ISO9001認證，質量管理獲國際權威認可

特別推薦

技術文章更多>>

技術白皮書下載更多>>

熱門搜索

友情鏈接(QQ：317243736)

我愛方案網 ICGOO元器件商城創芯在線檢測芯片查詢天天IC網電子產品世界無線通信模塊控製工程網電子開發網電子技術應用與非網世紀電源網 21ic電子技術資料下載電源網電子發燒友網中電網中國工業電器網連接器礦山設備網工博士智慧農業工業路由器天工網乾坤芯電子元器件采購網亞馬遜KOL 聚合物鋰電池工業自動化設備企業查詢工業路由器元器件商城連接器 USB中文網今日招標網塑料機械網農業機械中國IT產經新聞網高低溫試驗箱

關閉

關閉