Обратная связь по разводке печатной платы (понижающий преобразователь)

ОБНОВЛЯТЬ

Я изменил верхний слой, чтобы попробовать другой подход. Что вы думаете ? (Я еще не реализовал переходные отверстия и не изменил нижний слой, который теперь представляет собой полную заземляющую плоскость)


Я разрабатываю свой второй макет печатной платы, и я хотел бы получить некоторые отзывы. Схема представляет собой базовый понижающий преобразователь, использующий 12 В в качестве входа и 3,3 В на выходе. Максимальный выходной ток не будет превышать 1 Ампер.

Поскольку я новичок в проектировании печатных плат, не стесняйтесь указывать на любую ошибку или давать советы, которые помогут мне улучшить мои проекты.

Вот ссылка на техническое описание регулятора напряжения и фотографии конструкции.

Техническая спецификация

Примечание. Что касается обозначений, игнорируйте те, которые плохо расположены (например, на отверстиях). Это просто для помощи в поиске компонентов на схемах, позже я их переставлю)

Схема

Новый верхний слой

Нижний слой

3D вид

Большое спасибо.

Высокая температура

Почему толстая изоляция?
На первый взгляд это похоже на схему повышающего преобразователя, потому что принято рисовать схемы слева направо. То есть, если вы делаете понижающий преобразователь, вы переходите от высокого напряжения влево, к более низкому — вправо. И да, вы, вероятно, скопировали это прямо из TI ...
Трасса на синей стороне платы имеет два разных класса переходных отверстий на одной и той же трассе. Выглядит странно и увеличивает стоимость вашей доски из-за дополнительной операции смены сверла. Также кажется, что нет никаких реперных знаков (что нормально, если это 1, которую вы заполняете вручную).
Я все равно переделаю все переходы, но спасибо, что указали на это. Что касается реперных знаков, они мне не нужны, так как я буду паять плату вручную.
Сделайте разводку как на рис.36 в техпаспорте.
Я не хочу копировать таблицу данных, потому что я хочу учиться и совершенствоваться.
Тогда узнайте следующее: преобразователи режимов переключения чувствительны к компоновке, поэтому используйте компоновку из таблицы данных. Компоновка в таблице данных является самой красивой компоновкой из возможных. Он был создан инженерами по применению, которые посвятили свою карьеру импульсным преобразователям. Вы не можете улучшить это. Вы не можете сделать лучше, чем он, честно говоря.
Я не претендую на улучшение работы инженера, я хочу повысить свою квалификацию, пытаясь разобраться, что важно в компоновке ИИП. Я мог бы, в конце концов, использовать макет из таблицы. Но сейчас для меня это больше похоже на упражнение, чтобы я мог делать выводы и понимать, почему они так поступили.

Ответы (3)

Первые две вещи, на которые я смотрю, когда вижу макет преобразователя, — это горячие узлы и горячие петли (возможно, они называют это как-то иначе).

Горячий узел — это узел на схеме, напряжение которого изменяется быстро (скажем, более чем в 10 раз быстрее, чем период переключения). Горячая петля — это петля, в которой потоком тока эффективно управляют на частоте коммутации. Это лучше объясняется в документе LT (теперь Analog Devices), который я открываю и смотрю, когда чувствую себя потерянным. Первая цифра там следующая:

Горячая петля

Источник Здесь AN139 Другой источник здесь AN136

Неинтуитивно для многих, включая меня, токи, которые подаются на катушку индуктивности и отводятся от нее, а также заряжают и разряжают конденсатор, эффективно суммируются. Вы можете подумать, что синие и красные петли чередуются каждый период, но поскольку на пути, который они разделяют, ток течет несколько непрерывно, петля, образованная вычитанием этих петель, демонстрирует переменный ток, который эффективно излучает. Одна из целей состоит в том, чтобы сделать эту петлю как можно меньше. Это мера предосторожности против индуктивной связи, возникающей из-за ЭДС, которая фактически является источником чистого напряжения, которую последующее добавление конденсаторов в конструкцию не смягчает. Сделайте петлю, которая проходит через ближайший и самый маленький конденсатор входного напряжения пакета к проводу входного напряжения преобразователя, заземление преобразователя подводите к клемме заземления тех же конденсаторов как можно меньшего размера. В вашем случае это кажется мне идеальным.

Другой проблемой является емкостной (электрический) шум. Источником являются большие площади, на которых быстро меняется напряжение. В понижающем преобразователе это узел, который соединяет преобразователь с индуктором. В большинстве случаев интуиция прокладывать толстые дорожки для сильноточных линий здесь вводит в заблуждение. (Если только ток не настолько высок, что становится проблемой сопротивление трассы, что в большинстве случаев не так.) Сделайте этот узел как можно меньше. В вашем случае вроде неплохо, но многого не могу сказать, пока не увижу реальных размеров. Я думаю, он может стать немного меньше, но ничего страшного.

Это хороший, плотный дизайн SMPS. Приведенные ниже предложения можно считать частично моим собственным мнением, но это обоснованное мнение.

  1. Как уже упоминалось, чем больше переходных отверстий, тем лучше. В частности, было бы неплохо заземлить переходные отверстия рядом с входными крышками и заземлением микросхемы.
  2. Если бы это был я, я мог бы поменять местами выходные конденсаторы с чувствительными резисторами, чтобы уменьшить расстояние, на которое должен протекать обратный ток, чтобы добраться до заземляющих соединений микросхемы и входного конденсатора. Непрерывный заземляющий путь для этого контура наверху был бы отличным, но я бы по-прежнему надежно соединял входную и выходную заглушки с нижней заземляющей пластиной.
  3. Самое главное, ваша форма сигнала переключения и обратные токи должны пересекать разрыв плоскости заземления, вызванный соединением между R1 и IC. Непрерывная заземляющая пластина сохраняет ваши токовые петли небольшими. Это может показаться нелогичным, но вам, вероятно, было бы лучше проложить этот (постоянный ток) сигнал длинным путем, сохраняя непрерывную заземляющую плоскость под токовыми петлями, на которые так ясно и артистично указал @mehmet.ali.anil. Из соображений предосторожности я, вероятно, переместил бы R1 ближе к чипу, чтобы длинная цепь была узлом с более низким импедансом (+12 В).

Хорошо, я знаю, что некоторые сторонники Altium укажут, что технически дно — это не плоскость, а многоугольник, но вы понимаете, что я имею в виду. Хорошая работа!

Чип должен быть идентифицирован на схеме.

У вас острый угол между двумя гусеницами.

Кажется, у вас нет рекомендуемых переходных отверстий между верхней и нижней частью платы вокруг соединений чипа.

Если вы следовали рекомендациям по макету, все должно быть в порядке.