PCB-Layout des Abwärtswandlers: Kondensatorplatzierung

Ich entwerfe eine Leiterplatte für einen IC, der einen DC/DC-Abwärtswandler (MP2617) enthält. Dies ist meine erste Platine, daher habe ich die folgenden Ressourcen für das Layout verwendet: 1 und 2 (PDF-Dateien, die erste ist eine allgemeine Layout-Anleitung für Abwärtswandler, die zweite ist ein Datenblatt für einen anderen Abwärts-IC, der ein umfangreicher Layoutteil).

Ich bin verwirrt über einen offensichtlichen Widerspruch zwischen den beiden Dokumenten:

Dokument 1 sagt (Seite 7, Absatz 2):

Da eine Hochfrequenz von mehreren hundert MHz auf die Masse des Eingangs geladen wird, wird empfohlen, die Masse von CIN und CO in einem Abstand von 1 cm bis 2 cm zu platzieren. Wenn sie nahe beieinander liegen, kann sich Hochfrequenzrauschen vom Eingang zum Ausgang durch CO ausbreiten.

während Dokument 2 sagt (Seite 20):

Die (–)-Platte von COUT sollte eng mit PGND und der (–)-Platte von CIN verbunden sein.

...

Der Punkt, an dem die Masseanschlüsse der Bypass-Kondensatoren VIN und VOUT verbunden sind, bildet einen guten Bezugspunkt mit niedrigem Rauschen.

Wem soll ich hier glauben?

Könnten Sie eventuell die Seitenzahlen und/oder Abschnitte angeben? Viele Designentscheidungen sind sehr kontextsensitiv. Wenn Sie einen starken Erdungspunkt haben, ist es im Allgemeinen wahrscheinlich am besten, alles direkt dorthin zu leiten, aber ohne aneinander vorbeizukommen, bevor Sie ihn erreichen. Wenn Sie eine Grundebene oder eine viel dickere Hauptspur verwenden, können Sie diesen Punkt möglicherweise an einen anderen Ort verschieben. Aber, wie gesagt, sehr kontextsensitiv.
Zwei Dinge sind sicher: "Platzieren Sie den Eingangskondensator so nah wie möglich an den IN- und PGND-Pins." MP2617 Datenblatt Seite 27. Der andere: "Platzieren Sie die Ausgangsinduktivität in der Nähe des ICs und schließen Sie den Ausgangskondensator zwischen der Induktivität und PGND des ICs an. " Seite 27.
Danke. Ich habe auf beiden Seiten eine große Grundebene / Gießen. Ich versuche, zwischen zwei Layouts zu wählen, eines hat direkte Rückwege zwischen COUT, CIN und PGND, aber COUT und CIN dicht beieinander (und ist das bessere Layout für die Steckerplatzierung), das andere hat COUT über mehrere Vias zu PGND zurückgeführt zu halten COUT von CIN entfernt.
Übrigens kann ich den Link zum MP2617-Datenblatt nicht in den Hauptbeitrag einfügen, da ich auf 2 Links pro Beitrag beschränkt bin.

Antworten (3)

In den Eingangskappen eines Abwärtswandlers gibt es viel Welligkeitsstrom. Wenn Sie jedoch eine gute solide Masseebene haben, brauchen Sie sich keine Sorgen zu machen, dass "Frequenzen von mehreren hundert MHz auf die Masse des Eingangs geladen werden". Darüber hinaus haben Ihre großen Ausgangskappen eine Eigenresonanzfrequenz unter 100 MHz und sind bei diesen Frequenzen im Wesentlichen induktiv.

In all den vielen hundert Abwärtswandlern, die ich ausgelegt oder angeschaut habe, habe ich noch nie ein Problem gesehen, bei dem Eingangs-Masserauschen durch die Masse der Ausgangskappe zum Ausgang gekoppelt wird. Viele davon hatten eine enge niederinduktive Verbindung zwischen Eingangs- und Ausgangskappen. Wo schlagen sie vor, dass die Ausgangsreferenz überhaupt ist? Wäre es nicht der Minuspol der Ausgangskappe?

Das soll nicht heißen, dass Grundrauschen kein Problem sein kann. Schlecht ausgelegte Erdungsschemata können absolut zu einem verrauschten Ausgang führen. Es ist nur so, dass die enge Kopplung der Masse der Eingangs- und Ausgangskappen meiner Erfahrung nach kein Problem darstellt.

Das beantwortet meine Frage. Dies ist mein aktuelles Layout mit COUT in der Nähe von CIN: image . Ist es ein Problem, wenn der Grundguss der unteren Schicht und die VIN-Spur unter dem SW-Knoten verlaufen?
Der Schaltknoten und jegliches Kupfer darunter bilden einen Parallelplattenkondensator, der Schaltrauschen in alles einkoppeln kann, was sich auf der angrenzenden Schicht befindet. Aus diesem Grund wird empfohlen, die Kupferfläche der Schaltschicht gerade groß genug zu halten, um den erforderlichen Strom zu führen. (Sieht in Ihrem Layout OK aus.) Manche Leute entlasten gerne die Flugzeuge direkt unter dem Weichenknoten, um jegliche Möglichkeit einer Kopplung auszuschließen, was nicht schaden kann, aber nicht immer notwendig ist.

Es gibt viele Anleitungen, auch in den meisten Datenblättern. Aber im Allgemeinen muss der Eingangskondensator so nah wie möglich an den IC-Leitungen sein. Versuchen Sie auch, die Diode so zu platzieren, dass sich das Wechselstromnetz beim Schalten nicht wesentlich ändert.

Sie möchten den Bereich von Hochstromspuren reduzieren. Erdungspads von Eingang, Ausgangskappen und IC-Leistungserdungspad müssen so nah wie möglich beieinander liegen. Wenn Sie darunter eine Signalmasseebene haben, möchten Sie diese vielleicht auch entfernen. Weitere Inspiration finden Sie in den Appnotes zum PCB-Layout von Linear Tech. AN136 ist besonders gut und sehr zu empfehlen.

PCB-Layout des Abwärtswandlers: Kondensatorplatzierung
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v