什么是DC-DC?如何對(duì)DC-DC進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)?

DC-DC是一種在直流電路中將一個(gè)電壓值的電能變?yōu)榱硪粋€(gè)電壓值的電能的裝置，DC-DC電源模塊廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。為增進(jìn)大家對(duì)DC-DC的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)DC-DC以及DC-DC的PCB設(shè)計(jì)予以介紹。如果你對(duì)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(gè)電壓值的電能變?yōu)榱硪粋€(gè)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(jiǎn)化電源電路設(shè)計(jì)縮短研制周期，實(shí)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(dòng)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(jì)周期短、可靠性高、系統(tǒng)升級(jí)容易等特點(diǎn)，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(jiǎn)單。

二、DC-DC的PCB設(shè)計(jì)

DC-DC的電路比LDO會(huì)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(huì)有較高的dv/dt， 比較高的dv/dt會(huì)引起比較大的EMI干擾;

地線噪聲，地走線不好，會(huì)在地線上面會(huì)產(chǎn)生比較大的開關(guān)噪聲，而這些噪聲會(huì)影響到其它部分的電路;

布線上產(chǎn)生電壓降，走線太長(zhǎng)，會(huì)使走線上產(chǎn)生壓降，而降低整個(gè)DC-DC的效率;

2. 一般原則

開關(guān)大電流回路盡量短;

信號(hào)地和大電流地(功率地)單獨(dú)走線，并在芯片GND處單點(diǎn)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(shí)的電流流向;綠色LOOP2的為高邊管關(guān)閉，低邊管開啟時(shí)的電流流向;

為使這兩個(gè)回路盡量小，引入更少的干擾，需要遵從如下幾點(diǎn)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(zhǎng)會(huì)增大阻抗，大電流在此大阻抗上會(huì)產(chǎn)生比較高的紋波電壓;

走線過細(xì)過長(zhǎng)會(huì)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(huì)增大開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗，影響DC-DC效率;

② 單點(diǎn)接地

單點(diǎn)接地，指的是信號(hào)地和功率地進(jìn)行單點(diǎn)接地，功率地上會(huì)有比較大的開關(guān)噪聲，所以需要盡量避免對(duì)敏感小信號(hào)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(dú)連接到信號(hào)地的網(wǎng)絡(luò);

3. 實(shí)例

如下給出一個(gè)典型DC-DC BUCK電路的layout，SPEC中給出如下幾點(diǎn)：

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(hào)，如FB;

將VIN、SW，特別是GND分別連接到一個(gè)大的銅區(qū)，以冷卻芯片，提高熱性能和長(zhǎng)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(huì)給出layout指導(dǎo)，可參考進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(duì)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。