感謝閱讀本文,在接下來很長的一段時間裡,我將陸續分享項目實戰經驗。從電源、單片機、電晶體、驅動電路、顯示電路、有線通訊、無線通信、傳感器、原理圖設計、PCB設計、軟體設計、上位機等,給新手綜合學習的平台,給老司機交流的平台。所有文章來源於項目實戰,屬於原創。
一、設計思路
本文以BUCK降壓拓撲為例進行講解,其它拓撲結構設計思路大同小異,BUCK降壓拓撲如下圖:
1、功率環路儘量小。基於電磁場理論,環路越小,輻射越小,對後期EMC等認證很有幫助,同時,對模擬電路等其它電路干擾小,提高電源的穩定性;
2、模擬部分(FB反饋環路、使能、增益補償等)靠近電源IC,同時,避免受功率環路的影響;
3、處理好地平面,模擬地單點接到功率地平面。
二、項目實戰
1、原理圖設計
原理圖如下:
原理圖設計根據datasheet的典型設計優化即可。
①、輸入部分增加TVS抗浪涌,增加1nF瓷片電容給高頻干擾信號提供低阻抗迴路等;
②、輸入部分增加防反接,可以用肖特基二極體或PMOS管,PMOS管主要針對大電流場合;
③、BST管腳,串聯電阻,可以平滑SW開關波形,降低EMC;
④、輸出部分增加指示燈;
⑤、如果擔心輸出電壓過高損壞後級昂貴的模塊,輸出部分可以增加穩壓二極體;
⑥、如果輸入部分電容C7過大,避免上電瞬間充電電流過大,可以增加PTC;
⑦、為了提高抗傳導干擾功能,輸入部分可以增加π型濾波器,對低頻干擾很有幫助;
⑧、SW管腳部分可以增加RC吸波電路,降低EMC。
2、PCB布局
PCB布局可以參考datasheet,萬變不離其宗,功率環路最小,模擬器件靠近電源IC,處理好地平面。
①、先布局環路一,包含如下器件L1、C4、C5、D4。
②、再布局環路二,包含如下器件C7、U1、L1、C4、C5。
③、布局電源IC周圍器件
④、布局其它器件,儘量緊湊
3、PCB布線
幾個注意事項:
①、功率環路走線儘量粗,地平面儘量完整;
②、如果空間有限,沒法提供完整的地平面,需要考慮地線迴路,使整個功率環路最小。
③、反饋迴路取樣點最好取在濾波電容處,此處電壓比較穩定,環路穩定,如果取在電感上,將造成功率環路不穩定,紋波增大,甚至輸出電壓不穩定;
④、FB走線避免走在功率環路內,避免輻射干擾,造成環路不穩定;
⑤、模擬地單點接到地平面;
三、小結
PCB布局布線需要處理好功率環路、模擬電路、地平面、FB反饋迴路等,只要抓住了重點,設計起來就得心應手。
PCB布局布線涉及的知識點很多,本文只是簡要的介紹了下,僅僅起到拋磚引玉的作用,日後設計過程中,需要不斷的總結經驗,溝通交流,以達到真正的理解,靈活運用。
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作者:劉傑,軟硬體技術10年,全職提供技術開發與技術服務、生產支持等。