DCDC电源模块

一、DCDC电源模块组成及要点

1、DCDC电源模块可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器,有降压和升压两种,其特点是可为专用集成电路(ASIC),数字信号处理器(DSP)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列(FPGA)及其他数字或模拟负载提供供电。

2、开关电源主要是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。

开关电源电路设计要点介绍

A、电感的取值:电感的取值越大,对纹波的衰减作用越强;但占用PCB的面积较大,不能灵敏的实现输出电压的反馈,动态效果差。

B、开关频率:开关频率越高,则电感和电容的值越小,但开关评率越高,电源电路的功耗也越大,也不利于EMI的抑制。

C、功耗

D、纹波和噪声:纹波指的是电源波动中5Mhz以下的低频段,噪声指的是电源波动中5Mhz以上的高频段。为了减少这些纹波和噪声,可采用增加滤波电容和磁珠。

E、上电顺序:可采用缓启动电路,利用电源芯片上的上点速度控制引脚

常见DCDC电路图

 DCDC电源模块_第1张图片

二、DCDC设计第一步:芯片手册的下载,

关键信息读取

A、了解当前芯片的电压范围

B、了解当前芯片的电流大小

C、通过管脚功能表了解芯片的管脚作用

三、DCDC设计第二步:原理图分析

分析原理图,对 电源的输入路径、输出路径、反馈路径进行分析,找出其电源流向的主干道

四、DCDC设计第三步:布局

1、按照Datasheet中推荐内容,将电源芯片放置到合适位置

2、先摆放输入\输出主干道上的器件

3、摆放器件时注意主干道尽量按照一字或者L型进行布局。

4、在摆放器件时,器件布局尽量紧凑,使电源路径尽量短

5、注意流出打孔和铺铜的空间,以满足电源模块输入/输出通道同流能力

6、滤波器件需要放置,且在放置时滤波电容路径上保持先大后小原则

7、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上面。

五、DCDC设计第四步:布线

1、根据电流参数进行DCDC主干道及反馈的布线

2、优先按照芯片手册示列进行布置

3、特别注意地的处理,尽量保持单点接地,于IC下方回流至地,避免开关噪声沿地平面传播

4、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。

5、输入/输出路径尽量少打孔换层
6、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。

7、铺铜处铜皮与焊盘连接使用十字连接,减少焊接不良现象。
8、电流特别大可使用全连接处理,或者使用十字连接后对十字处进行铜皮补强处理,以满足通流能力。

9、反馈路径需要远离干扰源和大电流的平面上

10、一般采用10mil以上的线连到输出滤波电容之后。

11、开关电源模块内部的信号互联线尽量短而粗,远离干扰源

12、一般加粗到10mil以上(但不能比焊盘粗)。

13、开关电源的中间散热大焊盘一般需要打散热地过孔。

14、同时,PIN上的孔需双面开窗,以利于散热。
15、一般需要在热焊盘的背面开窗处理,以增大散热面积,提高散热效率。

16、散热大焊盘扇出的过孔中间一般不允许有信号线穿过。

17、开关电源模块的电感器件底下需避免走线
18、其所在层需挖空铜皮处理(挖空至丝印位置),

19、电感附近如有走线,需要对信号线包地处理。

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