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2023-11-15
DC-DC电源PCB设计要点
DC-DC电源是一种用于将直流(DC)电压转换为不同电压级别的电源,它通过内部的电路和拓扑结构,将输入电压调整为所需的输出电压,并提供稳定的电力供应。

DC-DC电源通常包括输入端子、输出端子、开关元件(如开关管)、电感元件、电容元件、控制电路等。它的工作原理是,通过开关元件周期性地打开和关闭,将直流输入电压引入电感,然后通过电容元件滤波,最终得到稳定的输出电压。

DC-DC电源广泛应用于各种电子设备和系统中,如电子通信设备、工业自动化、车载电子、医疗设备、无人机和太阳能等。它能够提供不同电压级别的电力供应,满足各种电子设备对电压的要求,同时具有稳定性和高效率的特点。

DC-DC电源可以根据输出电压与输入电压的关系,分为降压、升压、升降压和隔离型等。它的设计、控制和保护功能,可以根据电源的应用需求进行定制,以满足不同场景下的电能转换要求。



(1)在布局之前,我们首先需要查找对应的电源IC手册,一般芯片手册里面会包含有最基本的电源电压电流信息和管脚信息,以及layout guide。如果存在layout guide,则按照里面的样式进行布局布线的复刻即可。因为layout guide是经过厂家验证过的,通常能使芯片的工作状态达到最佳。



如果没有layout guide也没有关系,我们了解完电源以及管脚信息之后,按照电源常规要求来做即可。



(2)首先需要分析电源的输入输出以及续流回路,这三个回路越小越好,因为每一个电流环都可以看成是一个环路天线,会产生辐射,会引起EMI问题,也会干扰板上其它的电路,而辐射的大小与环路面积呈正比。





(3)把输入输出以及续流通道的器件先拿出来,其他器件可以先不用管。



(4)摆放输入/输出主干道上的器件。



(5)滤波器件需合理放置时,滤波电容在电源路径上保持先大后小原则。



(6)在摆放器件时,器件布局尽量紧凑,使电源路径尽量短。



(7)注意留出打孔和铺铜的空间,以满足电源模块输入/输出通道通流能力。

(8)布局时注意环路面积,环路面积要小。

(9)对于输出多路的开关电源,尽量使相邻电感之间垂直放置,大电感和大电容尽量布置在主器件面。



(10)最后把反馈以及其他器件靠近管脚摆放即可。




(11)对于1OZ铜厚,在常规情况下,20mil能承载1A左右电流大小;0.5OZ铜厚,40mil能承载1A左右电流大小,打孔和铺铜时保持裕量。

(12)0.5mm过孔过载1A电流--经验值,过孔大小计过孔数量的评估,满足载流和压降的要求。

(13)电源输入/输出路径布线采用铺铜处理,铺铜宽度必须满足电源电流大小,输入/输出路径尽量少打孔换层。

(14)打孔换层的位置须考虑滤波器件位置,输入应打孔在滤波器件之前,输出在滤波器件之后。

(15)铺铜处铜皮与焊盘连接使用十字连接,减少焊接不良现象。电流特别大可使用全连接处理,或对十字处进行铜皮补强,以满足通流能力。

(16)反馈线需要连接到最后一个滤波电容后方,注意不要经过大电流的功率平面。

(17)输入以及输出地连接之后,统一在IC扇热焊盘上面打孔即可。




文章来源:21ic电子网公众号

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