什么是DC-DC?如何對DC-DC進(jìn)行PCB設(shè)計?
DC-DC是一種在直流電路中將一個電壓值的電能變?yōu)榱硪粋€電壓值的電能的裝置，DC-DC電源模塊廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。為增進(jìn)大家對DC-DC的認(rèn)識，本文將對DC-DC以及DC-DC的PCB設(shè)計予以介紹。如果你對DC-DC具有興趣，不妨和小編一起來繼續(xù)往下閱讀哦。
一、DC-DC
DC-DC是一種在直流電路中將一個電壓值的電能變?yōu)榱硪粋€電壓值的電能的裝置，其采用微電子技術(shù)，把小型表面安裝集成電路與微型電子元器件組裝成一體而構(gòu)成。
DC-DC是一種新研制的小型化電源開關(guān)模塊，它是采用微電子技術(shù)，把小型表面安裝集成電路與微型電子元器件組裝成一體而構(gòu)成。DC-DC電源模塊的使用有利于簡化電源電路設(shè)計縮短研制周期，實現(xiàn)最佳指標(biāo)等，可廣泛應(yīng)用于各類數(shù)字儀表和智能儀器中。
DC-DC電源模塊廣泛用于電力電子、軍工、科研、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、儀器儀表、交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動通訊、路由器等通信領(lǐng)域和工業(yè)控制、汽車電子、航空航天等領(lǐng)域。由于采用模塊組建電源系統(tǒng)具有設(shè)計周期短、可靠性高、系統(tǒng)升級容易等特點，電源模塊的應(yīng)用越來越廣泛。尤其近幾年由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展和分布式供電系統(tǒng)的不斷推廣，電源模塊的增幅已經(jīng)超出了一次電源。隨著半導(dǎo)體工藝、封裝技術(shù)和高頻軟開關(guān)的大量使用，電源模塊功率密度越來越大，轉(zhuǎn)換效率越來越高，應(yīng)用也越來越簡單。
二、DC-DC的PCB設(shè)計
DC-DC的電路比LDO會復(fù)雜很多，噪聲也更大，布局和layout要求更高，layout的好壞直接影響DC-DC的性能，所以了解DC-DC的layout至關(guān)重要。
1. Bad layout
EMI，DC-DC的SW管腳上面會有較高的dv/dt， 比較高的dv/dt會引起比較大的EMI干擾;
地線噪聲，地走線不好，會在地線上面會產(chǎn)生比較大的開關(guān)噪聲，而這些噪聲會影響到其它部分的電路;
布線上產(chǎn)生電壓降，走線太長，會使走線上產(chǎn)生壓降，而降低整個DC-DC的效率;
2. 一般原則
開關(guān)大電流回路盡量短;
信號地和大電流地(功率地)單獨走線，并在芯片GND處單點連接;
① 開關(guān)回路短
下圖中紅色LOOP1為DC-DC高邊管導(dǎo)通，低邊管關(guān)閉時的電流流向;綠色LOOP2的為高邊管關(guān)閉，低邊管開啟時的電流流向;
為使這兩個回路盡量小，引入更少的干擾，需要遵從如下幾點原則：
電感盡量靠近SW管腳;
輸入電容盡量靠近VIN管腳;
輸入輸出電容的地盡量靠近PGND腳;
使用鋪銅的方式走線;
為什么要這么做?
走線過細(xì)過長會增大阻抗，大電流在此大阻抗上會產(chǎn)生比較高的紋波電壓;
走線過細(xì)過長會增大寄生電感，此電感上耦合開關(guān)噪聲，影響DC-DC穩(wěn)定性，造成EMI問題;
寄生電容和阻抗會增大開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗，影響DC-DC效率;
② 單點接地
單點接地，指的是信號地和功率地進(jìn)行單點接地，功率地上會有比較大的開關(guān)噪聲，所以需要盡量避免對敏感小信號造成干擾，如FB反饋管腳。
大電流地：L，Cin，Cout，Cboot連接到大電流地的網(wǎng)絡(luò);
小電流地：Css，Rfb1，Rfb2單獨連接到信號地的網(wǎng)絡(luò);
3. 實例
如下給出一個典型DC-DC BUCK電路的layout，SPEC中給出如下幾點：
輸入電容，高邊MOS管，和續(xù)流二極管形成的開關(guān)回路盡可能小和短;
輸入電容盡可能靠近Vin Pin腳;
確保所有反饋連接短而直接，反饋電阻和補(bǔ)償元件盡可能靠近芯片;
SW遠(yuǎn)離敏感信號，如FB;
將VIN、SW，特別是GND分別連接到一個大的銅區(qū)，以冷卻芯片，提高熱性能和長期可靠性;
4. 小結(jié)一下
DC-DC電路的layout至關(guān)重要，直接影響到DC-DC的工作穩(wěn)定性和性能，一般DC-DC芯片的SPEC都會給出layout指導(dǎo)，可參考進(jìn)行設(shè)計，功率元器件，電容電阻，可上唯樣商城，原廠代理，真的贊。
以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)DC-DC的內(nèi)容，希望大家對本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。
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