BUCK电路原理及PCB布局与布线注意事项1、BUCK架构
Buck架构:
当开关闭合的时候:
当开关断开的时候:
根据伏秒平衡定理可得:
(Vin-Vout)*DT=Vout(1-D)T===>Vin/Vout=D<1
在实际DCDC应⽤中:
当Q1闭合的时候,在图1-a中,红线⽰出了当开关元件Q1导通时转换器中的主电流流动。CBYPASS是⾼频的去耦电容器,CIN是电容器⼤电容。在开关元件Q1导通的情况下,电流波形的⼤部分陡峭部分由CBYPASS提供,然后由CIN提供。 在图1-b中,红线⽰出了当开关元件Q1断开时的电流流动的状态。续流⼆极管D1导通,存储在电感器L中的能量释放到输出侧。对于降压转换器拓扑,由于电感插⼊输出串联输出电容电流平稳。 在图1-c中,每当开关元件Q1从OFF变为ON时,该红线中的电流剧烈变化,反之亦然。这些急剧的变化引起⼏个谐波波形。这种系统差异需要在PCB期间得到最⼤的注意
激光投影键盘2、PCB布局
PCB布局需要注意⼀下⼏点:
1、将输⼊电容器和续流⼆极管置于与IC端⼦相同的PCB表⾯层上,并尽可能靠近IC。
2、如果需要,包括热通孔,以改善散热。
3、将电感靠近IC,不需要像输⼊电容那么近。这是为了最⼩化来⾃开关的辐射噪声抗裂网片
节点和不扩⼤铜⾯积超过需要。
4、将输出电容靠近电感。
5、保持返回路径的布线远离噪声引起的区域,例如电感器和⼆极管
对于buck电路来说:
黑苦瓜种子2.1输⼊电容放置
⾸先先讲输⼊滤波电容及旁路电容:建议采⽤10UF+0.1uF,
当输出负载为Io⼩于1A的时候,可以选择⼀个较⼩的电容放在CIN端,关于Cbypass的布线强烈建议缩短布线甚⾄1mm,但是即使Cbypass距离IC很近,但是在降压转换的时候也会产⽣⼏百MHZ的⾼频被加载在CIN的地上,因此CIN和CO的接地彼此必须分开⾄少1cm 到2cm。
2.2续流⼆极管放置
续流⼆极管:需采⽤短⽽宽的接线⽅式直接接在IC的GND端⼦和SW端
2.3输⼊电容器和续流⼆极管的放置
⾸先,开始放置最重要的部分,如输⼊电容和续流⼆极管。单个陶瓷电容器可⽤作CIN和CBYPASS,⽤于输⼊电容器的较⼩电容值,在⼩电流电源设计中(IO≤1A)。这是因为频率特性越好,因为陶瓷电容器的电容值变⼩。但是陶瓷电容器具有不同的频率特性,因此对于使⽤的实际部件来说是重要的。
2.4放置电感热轧镀锌
放置电感不需要跟放置输⼊电容⼀样距离IC那么近,以最⼩化开关节点的辐射噪声。增加铜⾯积最有可能被认为是改善电线电阻和冷却装置,但是扩⼤的区域可以⽤作天线并且可以导致EMI的增加。
⼀般不建议电感下⾯铺铜,接地层出现的涡流会导致电感的感量变⼩,
2.5输出电容
输出滤波电容:尽可能的靠近电感
2.6回授控制端
不要进⾏将输出的分压电阻分来进⾏采集输出电压:
a) IC的反馈端⼦输⼊反馈信号,通常设计为⾼阻抗。此端⼦和电阻交叉⽹络的输出必须⽤短线连接。
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b)检测输出电压的部分必须在输出电容器之后或在输出电容器的两端连接。
焙烧回转窑C)将电阻分压器电路靠近并且并联,使其更好的抗噪声性。
d)将导线远离电感和⼆极管的开关节点。不要直接在电感和⼆极管下⽅接线,也不要与电源线并联。多层板也必须以相同的⽅式接线。通过通孔将反馈路径传输到PCB的底层,并将布局远离交换节点。
2.7地
模拟⼩信号地和电源地必须隔离。铺设电源地,⽽不从顶层分离是⾮常理想(图8)。通过通孔连接底层上的隔离电源地导致损耗并加剧由于的噪声通孔的电感和电阻的影响。在PCB内层和底层提供接地层是减少和屏蔽直流损耗,并且更好地散热,但它只是⼀个补充接地
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