PCB-Layout-Abwärtswandler

Ich mache ein PCB-Design eines Abwärtswandlers von 30-50 V auf 12 V mit dem Max5033-IC. https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX5033.pdf

Dies ist das erste Mal, dass ich ein PCB-Design für einen Konverter mache, also hätte ich gerne eine Anleitung. (Online habe ich bereits ein paar PCB-Design-Richtlinien gelesen)

  1. Ich bin mir nicht sicher, wo sich C27 (der Ausgangskondensator) befindet. Zuerst hatte ich es auf der unteren Seite (gleiche Schicht) des IC, um es näher an der Induktivität und insbesondere dem Eingangskondensator für den Rückstrompfad während der Einschaltzeit zu haben. Aber dann stellte ich mir vor, dass der IC sowohl für die Ein- als auch für die Ausschaltzeit in der Mitte der Schleife sein würde, also ersetzte ich ihn auf der Oberseite. Ist meine Überlegung richtig?
  2. Im Datenblatt wird empfohlen, eine Sternpunkt-Masseverbindung zu haben. Ich habe versucht, eine solche Verbindung herzustellen, indem ich die Masse des IC (Pin 3 und 6) mit der Masse des Eingangskondensators verbunden habe. Aber ich bin mir nicht sicher, ob dies der richtige Weg ist und ob dies der beste Ort ist, um die Verbindung herzustellen. Wenn ich es zum Beispiel mit der Anode der Diode verbinden würde, wäre die Spur kürzer. Ist das richtig?
  3. Weitere Empfehlungen zum Layout sind sehr willkommen.

HINWEIS: Bitte kommentieren Sie die Komponentenwerte nicht, da diese im beigefügten Schaltplan möglicherweise nicht korrekt sind

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BEARBEITEN: Basierend auf den Antworten und Kommentaren unten habe ich einige Änderungen vorgenommen

Ich habe die Leiterbahn des Schaltknotens reduziert und die Leiterbahnen, die den Laststrom führen, insbesondere den GND-Knoten, breiter gemacht.

  1. Können Sie dazu Stellung nehmen, ob die Erdung korrekt ist? (Sternpunkt)
  2. Und ich bin mir etwas unsicher, ob ich die Größe der Spur des LX-Pins verringern soll. Ich habe gelesen, dass der Schaltknoten wie eine Antenne wirken kann, daher sollte die Fläche klein gehalten werden, während der Anwendungsknoten sagt, dass er LX (neben anderen Pins) für das Wärmemanagement verwenden soll.

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Haben Sie sich die Überlegungen zum PCB-Layout im Datenblatt angesehen?
natürlich habe ich
Willkommen bei EE.SE! Sieht schrecklich aus! Die Entfernung (oder der Bereich, der von U3-L3-D3-C27 gezogen wird) sollte um jeden Preis minimiert werden. Wo ist deine Bodenplatte?
Ich habe den Teil des Vermittlungsknotens verstanden, aber ich hatte vor, die interne Schicht als Grundebene @winny zu verwenden.
Wie viele Gesamtschichten für die Leiterplatte? Was ist die ESL und ESR von C26 und C27?
@winny 4 Schichten
Viel besser! Was ist mit ESL und ESR?

Antworten (2)

Ich sehe ein paar Probleme bei diesem Design. In Abwärtswandlern haben Sie 3 Pins, die den gesamten Strom führen, und das sind VIN, GND und LX. Dies sind die Stifte, denen Sie in Bezug auf Spurbreite und -länge Priorität einräumen müssen.

Wenn Sie sich das Design ansehen, das Sie zeigen, haben Sie keine dieser Regeln befolgt. Ich schlage vor, dass Sie sicherstellen, dass sich alle Komponenten auf LX so nah wie möglich am Pin befinden, wobei Diode und Induktor Vorrang haben. Der Ausgangskondensator muss nicht so nah sein, aber der Eingangskondensator sollte.

Versuchen Sie, die GND-Spur schön breit zu machen, und geben Sie dem GND-Pfad zwischen dem MAX5033 zur Diode und dem Eingangskondensator Vorrang.

Theoretisch sollte eine 0,5-mm-Schiene in allen Fällen ausreichen, aber für die oben genannten Schienen ist die breitere besser, da sie die Impedanz senkt und eventuelles Rauschen reduziert, das Sie später beißen könnte.

Es lohnt sich, die App-Notizen auf der Maxim-Website wie https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/4381 anzuschauen . Das Layout, das sie hier gemacht haben, ist nicht optimal, aber der Designer hier hatte Platzbeschränkungen, musste also Kompromisse eingehen, aber es ist ein guter Anfang.

Ihr Feedback wird geschätzt: Aber für Sie ist die Diode nicht nah genug am LX-Pin? und der Strom durch den Induktor ist „kontinuierlich“, können Sie also erklären, warum er in der Nähe des Lx-Pins sein sollte?
Die Diode ist nahe genug.
dann verstehe ich deine Antwort nicht.
Wenn Sie sich das Datenblatt ansehen, ist der LX-Pin intern mit dem Drain eines Mosfets verbunden. Die Diode hat die Aufgabe, die Spannungsspitzen zu klemmen, die von der Induktivität kommen. Deshalb muss der Weg zwischen diesen drei Elementen kurz sein.
Ich schlage vor, dass Sie sich ansehen, wie ein Abwärtswandler funktioniert. siehe hier, für eine gute Erklärung. radio-electronics.com/info/power-management/…
ok, jetzt verstehe ich. Ist im Grunde der Vermittlungsknoten
@können Sie die Änderungen kommentieren?
Es sieht viel besser aus, die LX-Induktor-Dioden-Verbindung ist gut. Der Pin 6 des MAX5033 sollte die gleiche Leiterbahndicke wie der Rest des Bodens haben, da dort der gesamte Strom vom internen Mosfet landet.
Großartig! bezüglich des GND des ICs stimme ich nicht zu, da der Strom durch den internen MOSFET vom Vin-Pin zum LX-Pin fließt. Daher scheint Gnd nur für die interne Abtastung usw. zu sein.

Ich gebe auch meinen Senf dazu. So verteile ich normalerweise mein Geld. Normalerweise verwende ich gerne Bereichsfüllungen ... Hatte bisher nie Probleme.

Wie Benutzer 156046 sagte, ist es am wichtigsten, die LX-Komponenten in der Nähe zu halten und die Rückwege klar und kurz zu halten.

Einen schönen Tag noch

Bearbeiten : Kümmern Sie sich nicht um die physische Größe von Tantal und Induktor. Ich habe gerade etwas schnelles ausgewählt.

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Danke fürs Teilen ... das einzige, was mich verwirrt, ist, ob die Masseebene, die Sie mit Kupferfüllungen verwendet haben, eine bessere Möglichkeit ist, Rauschen zu reduzieren, als ein Sternmassepunkt, der im IC erwähnt wird. Wenn Sie es mit Kupferfüllungen machen, können die Leistungsrückströme den IC „stören“, richtig? Ich verstehe, dass dies für diese Nennleistung möglicherweise kein Problem ist, aber ich möchte nur lernen, wie man richtig entwirft.
@Navaro the only thing that confuses me is whether the ground plane you used with copper fills is a better way to reduce noise compared to a star ground point wich is mentioned in the IC.Wenn Ihre Leiterplatte eine große Erdungsebene (untere Schicht oder innere Schicht) hat und alle Erdungsverbindungen nur mit dieser Ebene verbunden sind, bedeutet dies, dass Sie automatisch eine Sternerdung vorgenommen haben. Stellen Sie sich die Grundebene als einen riesigen "Sternpunkt" vor. Es ist immer gut, einen niederohmigen Rückweg (oder Masse) bereitzustellen.
Gut gesagt Rohat. Genau so!
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