步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案 BoosterPack升壓DRV8711-第四部分

在我之前的文章中，我們拼湊了一個(gè)系統(tǒng)，找到了我們的組件，征服了強(qiáng)大的原理圖并進(jìn)行了審查、審查和審查。上次，我討論了一些常見(jiàn)的布局錯(cuò)誤、最佳實(shí)踐以及我們?nèi)绾未_保印刷電路板 (PCB) 的最佳性能。由于這篇文章的受歡迎程度，我決定就該主題貢獻(xiàn)一些額外的花絮。

知道其中許多技巧都是工程經(jīng)驗(yàn)法則，有關(guān) PCB 布局設(shè)計(jì)的更多詳細(xì)信息，你可以在網(wǎng)絡(luò)上查看大量可用資源。

以下是德州儀器關(guān)于正確布局實(shí)踐和設(shè)計(jì)的一些應(yīng)用說(shuō)明：

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我們今天要討論的三個(gè)主題是……

1.      PCB 元件放置

2.      熱性能

3.      接地…接地…接地…

1.      PCB 元件放置

布局設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的時(shí)刻之一將在你開(kāi)始布線之前發(fā)生。了解組件的放置位置將確保系統(tǒng)緊湊且性能最佳。原理圖實(shí)際上是開(kāi)始確定應(yīng)在何處分組和放置組件的最佳位置之一。不要隨意放置組件，而是嘗試按照你設(shè)想的布局方式組織你的原理圖。這將為你移動(dòng)到設(shè)計(jì)的布局部分提供一個(gè)起點(diǎn)。許多組件，例如電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，將 IC 引腳的一側(cè)用于功率級(jí)（電機(jī)、FET、電流檢測(cè)等），另一側(cè)用于控制（GPIO、PWM、去耦等）。IC 的簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)有時(shí)可以使布局更簡(jiǎn)單。

別！

避免使用難以分離各個(gè)子系統(tǒng)的組件集群。盡量確保任何閱讀你的原理圖的人都可以快速挑選出主要功能和關(guān)鍵組件。

*圖片僅供參考

做！

嘗試清楚地標(biāo)記組或頁(yè)面，以顯示整體設(shè)計(jì)的各個(gè)子系統(tǒng)。這將幫助人們快速理解你的原理圖，并有可能在未來(lái)很多年幫助某人調(diào)試你的系統(tǒng)。

別！

避免在布局中丟失“流”。我所說(shuō)的“流程”是指確保你的設(shè)計(jì)從子系統(tǒng)平滑過(guò)渡到子系統(tǒng)。每個(gè)子系統(tǒng)應(yīng)保持緊湊的形式，然后通過(guò)適當(dāng)?shù)男盘?hào)移動(dòng)到下一個(gè)。

在 PCB 周?chē)S的信號(hào)會(huì)占用空間并且難以調(diào)試。

做！

通過(guò)保持適當(dāng)?shù)?/span>“流程”，你將減小整體電路板尺寸、簡(jiǎn)化調(diào)試并總體擁有一個(gè)性能更好的系統(tǒng)。

一個(gè)常見(jiàn)的技巧是讓頂層上的走線沿一個(gè)方向移動(dòng)，而底層上的走線沿垂直方向移動(dòng)。在下圖中，你可以看到頂層的跡線傾向于在垂直方向上移動(dòng)，而底層上的跡線會(huì)在水平方向上移動(dòng)（不可見(jiàn)）。這避免了走線被“阻塞”的情況，并有助于確保更連接的“GND”平面。

2.     熱性能

在布局完成之前經(jīng)常被遺忘的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)因素是設(shè)計(jì)的散熱效果。所有組件都會(huì)產(chǎn)生熱量。多少是多種因素的問(wèn)題。確定罪魁禍?zhǔn)讓⒂兄诖_定你是需要主動(dòng)冷卻（風(fēng)扇、水等）還是應(yīng)該使用被動(dòng)冷卻（散熱器等）。通常，主要的熱發(fā)生器也是處理電流最多的組件（功率 MOSFET、檢測(cè)電阻器、連接器、功率電感器等）。

別！

在這里，主要的熱源（功率 MOSFET Q1-Q4、檢測(cè)電阻器 R1-R2、電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)器 U1 和連接器 J5-J6）連接到最小的銅面積，從而最大限度地減少熱耗散。

它們將限制系統(tǒng)可以驅(qū)動(dòng)的電流量并降低整體性能。

做！

現(xiàn)在，主要的熱量發(fā)生器（功率 MOSFET Q1-Q4、檢測(cè)電阻器 R1-R2、電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)器 U1 和連接器 J5-J6）通過(guò)縫合的大型銅平面大量連接。

底層專(zhuān)用于提供額外的銅面積以改善散熱。

3.      接地…接地…接地…

PCB“GND”可能是設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的因素。接地問(wèn)題很難調(diào)試，因此從一開(kāi)始就確保正確的設(shè)計(jì)可以節(jié)省無(wú)數(shù)小時(shí)的頭痛。我通常建議大多數(shù)設(shè)計(jì)盡可能使用“GND”平面?！癎ND”平面將改善散熱，并降低“GND”電阻/電感。盡管可以單獨(dú)布線每個(gè)“GND”走線，但通常會(huì)忽略返回路徑或“GND”環(huán)路。一個(gè)簡(jiǎn)單的“GND”位置將消除我們看到的許多常見(jiàn)問(wèn)題。這在 4 層設(shè)計(jì)中更容易完成，但在 2 層設(shè)計(jì)中仍然可以通過(guò)仔細(xì)布線信號(hào)跡線來(lái)實(shí)現(xiàn)。適當(dāng)?shù)慕拥厥且环N藝術(shù)形式，如果你真的想深入了解，我將再次將你指向網(wǎng)絡(luò)。