PCB-Layout-Feedback (Abwärtswandler)

Die ersten beiden Dinge, auf die ich schaue, wenn ich ein Konverter-Layout sehe, sind Hot Nodes und Hot Loops (vielleicht nennen sie es anders).

Ein heißer Knoten ist ein Knoten im Schaltplan, dessen Spannung sich schnell ändert (sagen wir mehr als 10x schneller als die Schaltperiode). Eine heiße Schleife ist die Schleife, in der der Stromfluss effektiv bei der Schaltfrequenz manipuliert wird. Dies wird besser durch das Papier von LT (jetzt Analog Devices) erklärt, das ich öffne und einen Blick darauf werfe, wenn ich mich verloren fühle. Die erste Figur dort ist die folgende:

Quelle hier AN139 Eine andere Quelle hier AN136

Unintuitiv für viele, wenn ich einmal eingeschlossen bin, werden die Ströme, die dem Induktor zugeführt und von ihm gezogen werden und den Kondensator laden und entladen, effektiv summiert. Sie können sich vorstellen, dass sich die blauen und roten Schleifen jede Periode abwechseln, aber da der Strom auf dem Weg, den sie gemeinsam haben, ziemlich kontinuierlich fließt, weist die Schleife, die durch die Subtraktion dieser Schleifen gebildet wird, den Wechselstrom auf, der effektiv strahlt. Ein Ziel ist es, diese Schleife so klein wie möglich zu machen. Dies ist eine Vorsichtsmaßnahme gegen induktive Kopplung, die aufgrund der EMF, die effektiv eine reine Spannungsquelle ist, die das nachträgliche Hinzufügen von Kondensatoren zum Design nicht abschwächt. Machen Sie die Schleife, die durch den nächstgelegenen und kleinsten Eingangsspannungskondensator des Gehäuses geht, zur Eingangsspannungsleitung des Wandlers. die Masseleitung des Wandlers zum Masseanschluss der gleichen Kondensatoren so klein wie möglich. In Ihrem Fall scheint mir das perfekt zu sein.

Die andere Sorge ist das kapazitive (elektrische) Rauschen. Die Quelle sind große Bereiche, in denen sich die Spannung schnell ändert. Bei einem Abwärtswandler ist dies der Knoten, der den Wandler mit der Induktivität verbindet. Hier täuscht in den meisten Fällen die Intuition, dicke Leiterbahnen für Hochstromleitungen auszulegen. (Es sei denn, der Strom ist so hoch, dass Ihr Leiterbahnwiderstand zu einem Problem wird, was meistens nicht der Fall ist.) Machen Sie diesen Knoten so klein wie möglich. In Ihrem Fall scheint es gut zu sein, aber ich kann nicht viel sagen, wenn ich nicht die tatsächlichen Abmessungen sehe. Es könnte ein bisschen kleiner werden, denke ich, aber kein großes Problem.

Dies ist ein schönes, enges SMPS-Design. Die folgenden Vorschläge können teilweise als meine eigene Meinung betrachtet werden, aber es ist eine fundierte Meinung.

1. Wie bereits erwähnt, sind mehr Vias meist besser. Insbesondere Erddurchkontaktierungen in der Nähe der Eingangskappen und der IC-Masse wären gut.
2. Wenn ich es wäre, könnte ich die Ausgangskappen mit den Messwiderständen tauschen, um die Entfernung zu verringern, die der Rückstrom fließen muss, um zu den Masseverbindungen des Chips und der Eingangskappe zu gelangen. Ein durchgehender Erdungspfad für diese Schleife oben wäre großartig, aber ich würde immer noch sowohl die Eingangs- als auch die Ausgangskappen fest mit der unteren Erdungsebene verbinden.
3. Am wichtigsten ist, dass sowohl Ihre Schaltwellenform als auch die Rückströme die Unterbrechung der Masseebene überqueren müssen, die durch die Verbindung zwischen R1 und dem IC verursacht wird. Eine durchgehende Grundplatte hält Ihre Stromschleifen klein. Es mag kontraintuitiv erscheinen, aber Sie wären wahrscheinlich besser dran, wenn Sie dieses (DC-) Signal auf lange Sicht weiterleiten und eine durchgehende Grundebene unter den Stromschleifen halten, auf die @mehmet.ali.anil so klar und künstlerisch hingewiesen hat. Aus Vorsicht würde ich R1 wahrscheinlich näher an den Chip heranrücken, damit der Langläufer ein Knoten mit niedrigerer Impedanz (+12 V) wäre.

Okay, ich weiß, dass einige Altium-Puristen darauf hinweisen werden, dass die Unterseite technisch gesehen keine Ebene, sondern ein Polygon ist, aber Sie sehen, was ich meine. Gute Arbeit!

Sie sollten den Chip auf dem Schaltplan identifiziert haben.

Sie haben einen spitzen Winkel zwischen zwei Spuren.

Sie scheinen nicht die empfohlenen Durchkontaktierungen zwischen der Ober- und Unterseite der Platine um die Chipverbindungen herum zu haben.

Vorausgesetzt, Sie haben die Layout-Richtlinien befolgt, sollten Sie in Ordnung sein.