Định tuyến bộ chuyển đổi buck / boost DC / DC


10

Tôi cần một số trợ giúp với cách bố trí của một nguồn cung cấp năng lượng. Tôi đã thực hiện hai lần lặp đầu tiên vì tôi không có kinh nghiệm cần thiết và tôi muốn tránh một hoạt động tốn kém khác.

Để hoàn thiện, đây là câu hỏi trước đây (liên quan): Vấn đề tiếng ồn với bộ điều chỉnh chuyển mạch buck / boost

Thiết bị của tôi được cung cấp năng lượng bởi pin Lithium-Ion, nhưng cần điện áp hoạt động 3,3V. Như vậy, Vin = 2,7-4,2V, Vout = 3,3V. Tôi đã quyết định sử dụng bộ điều chỉnh chuyển mạch buck / boost LTC3536: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet35336fa.pdf

Về cơ bản, tôi đã sử dụng triển khai tham chiếu (trang 1 của biểu dữ liệu) cho nguồn điện 1A / 3.3V. Dưới đây là sơ đồ:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Có ba mặt phẳng riêng biệt: PGND, đến từ pin và kết nối với LTC3536; GND, mặt đất tín hiệu tách ra từ chân 3 và AGND, được sử dụng cho các cảm biến tương tự, vv, nhánh nào từ mặt phẳng GND.

Đây là phiên bản mới nhất của bảng 2 lớp. Màu đỏ là trên cùng, màu xanh là lớp dưới cùng. Nó khá gần với bảng demo của LT. Tôi chú thích các mặt phẳng khác nhau, cũng như VBATT và VCC.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Cân nhắc thiết kế

Tôi đã cố gắng tuân thủ các khuyến nghị mà tôi tìm thấy trong biểu dữ liệu và các câu trả lời tôi nhận được cho câu hỏi trước đó. Tôi sử dụng 3 mặt phẳng mặt đất khác nhau như mô tả ở trên, được kết nối trong một điểm duy nhất bằng cách sử dụng điện trở 0 Ohm. Tôi đã cố gắng sử dụng một cách tiếp cận giống như ngôi sao để định tuyến VCC. AVCC được kết nối với VCC bằng điện trở 0 Ohm.

Câu hỏi

  1. Một trong những vấn đề với thiết kế trước đó là tôi đã kết nối phần tiếp xúc của U3 bằng cách sử dụng vias ở bên cạnh chip. Điều này đòi hỏi rất nhiều không gian. Bây giờ tôi nhận ra rằng LT đã thêm vào bảng demo của họ vias ngay dưới phần tiếp xúc. Tôi không biết rằng điều này là có thể - tôi có cần phải làm gì đó đặc biệt với những vias này không?
  2. Tôi khá không chắc chắn về vị trí của các mặt phẳng. Tại thời điểm này, mặt phẳng GND khởi động từ chân 2/3 và được kết nối với mặt phẳng AGND và PGND bằng điện trở 0 Ohm. Vị trí của điện trở này là loại atm ngẫu nhiên.
  3. Toàn bộ mạch được chuyển đổi bằng IC bật / tắt nguồn mềm MAX16054, kết nối với SHDN của U3 (chân 10). MAX16054 được kết nối với VBATT và GND (không phải PGND). Điều này có thể gây ra vấn đề?

Bất kỳ ý kiến ​​sẽ được đánh giá rất cao!




Tài liệu đầu tiên được liên kết bởi @PhilFrost thật tuyệt vời. Nó giúp tôi hiểu cách định tuyến SMPS. Tôi đánh giá cao nó.
Jesus Castane

@arnuschky Tôi không đồng ý với các GND riêng biệt. Nó đôi khi tạo ra nhiều vấn đề mà nó giải quyết. Theo một cách nào đó, các tụ điện đầu ra của SMPS là nguồn cung cấp năng lượng cho mạch của bạn. Vì vậy, hãy xem xét C17 và C18 cung cấp năng lượng của bạn. Các chân Vcc của chúng cấp nguồn cho tất cả mạch của bạn NHƯNG điểm GND của chúng bị cô lập (Ok. Không bị cô lập nhưng quá xa) khỏi mạch của bạn! Theo tôi đây là một vấn đề thực sự lớn. Tại sao bạn không cân nhắc tham gia PGND và AGND? Chú ý với theo dõi phản hồi của bạn. Nó vượt qua một phân chia GND! Giữ nó trên cùng một mặt phẳng sức mạnh.
Jesus Castane

OK cảm ơn, tôi sẽ sửa máy bay điện. Tôi không chắc có nên tham gia PGND và AGND không. Tôi không có nguy cơ nhìn thấy các dòng điện từ SMPS trong các mạch tương tự? Về giới hạn đầu ra: Theo bạn, tôi nên chuyển chúng sang GND? Điều này trái ngược với những gì AndyAka nói trong câu hỏi khác.
arnuschky

Câu trả lời:


5

Tôi hy vọng tôi không mâu thuẫn với bất cứ điều gì được nói trong câu trả lời của câu hỏi trước đó !!!

Điểm phản hồi nên được lấy từ càng gần chân đầu ra càng tốt. Lưu ý theo dõi ở phía không phải thành phần của tài liệu LTC3536.

Tôi sẽ sử dụng một mặt phẳng đầy đủ ở bên dưới tất cả các vòng nhưng đầu điện áp thấp của R7 cần phải đến chân 2 và sau đó pin2 cần phải gắn điểm dưới chip vào mặt phẳng toàn bộ cục bộ.

Tôi sẽ không bật R27 (và chân 3) để cung cấp đồng trên cùng kết nối với đồng dưới cùng (Mặt phẳng GND) - Tôi sẽ để (cái mà bạn gọi là) máy bay GND tràn qua mặt đất nơi R11 đang và càng xa mặt phẳng tương tự.

Theo dõi từ chân 10 nên cố gắng giữ lớp trên cùng càng nhiều càng tốt để không làm gián đoạn các mặt phẳng bên dưới.


Này Andy. Cảm ơn bạn đã bình luận (một lần nữa!) Tôi bắt đầu thực hiện các thay đổi khi tôi gặp phải một số vấn đề. Bây giờ tôi làm lại bố cục rất gần với bảng demo của LT. Sử dụng bố cục này, điểm đầu tiên và cuối cùng của bạn được cố định. Thật không may, tôi không hiểu đầy đủ những gì bạn nói về máy bay mặt đất. Mặt phẳng GND bây giờ tắt pin2 / 3 và AGND được kết nối riêng với mặt phẳng đó. Tương tự cho R27. Có đúng như thế này không?
arnuschky

@arnuschky Phần nào về máy bay gnd bạn không theo dõi?
Andy aka

Điều tôi không hiểu là đây: Tôi sử dụng một mặt phẳng đầy đủ cho mặt đất dưới lớp chip (lớp dưới cùng). Các chân 5 và 13 kết nối ở đó, cũng như các nắp đầu vào và đầu ra. Làm thế nào tôi có thể đặt một mặt phẳng khác cho mặt đất tín hiệu (chân 2) dưới chip nếu tôi chỉ có 2 lớp? Những gì tôi đã không làm là có mặt đất tín hiệu (mặt phẳng GND) xa hơn một chút, chân chì 2 ở đó và ngôi sao tại điểm này (xem khối 4x3 vias), nhưng tôi không chắc về điểm sao này.
arnuschky

1
Các kết nối GND (trái ngược với PGND) không có mặt phẳng - chúng gắn sao vào PGND và không được mang bất kỳ dòng điện nào liên quan đến nguồn điện đầu vào và tải đầu ra. PGND là mặt phẳng nằm dưới chip và bên dưới PCB. Bất kỳ thành phần nào kết nối với "GND" (như R7) đều kết nối với chân 2, sau đó định tuyến trực tiếp đến PGND.
Andy aka

Tôi có ấn tượng rằng tôi đã hiểu nhầm một cái gì đó đáng kể ở đây. Hiện tại, tôi có ba mặt phẳng, một cho PGND, trong đó tất cả các đường dẫn cao của bộ chuyển đổi nên ở lại, một cho GND "bình thường", cung cấp kết nối mặt đất cho tất cả các thiết bị khác (IC, v.v.) và một cho AGND, cung cấp mặt đất cho các thành phần tương tự (cảm biến, vv). Mặt phẳng GND được kết nối với PGND và AGND trong mỗi điểm.
arnuschky

3

Trả lời câu hỏi của riêng tôi về vias trong phần tiếp xúc của U3:

Như tôi sợ, không dễ dàng gì để đặt vias vào một cái đệm. Hàn có thể chảy qua và có thể tạo ra một mớ hỗn độn ở phía bên kia, và một kết nối xấu của phía thành phần. Xem các liên kết này ví dụ:

Cũng không chắc chắn làm thế nào tôi sẽ giải quyết điều này. Khá đẹp của LT để làm bảng demo phụ thuộc vào điều này. Tôi thấy các tùy chọn cây:

  1. có vias cắm (đắt tiền)
  2. di chuyển vias ra khỏi pad (có thể phát sinh các vấn đề khác vì các thành phần không thể được đặt đủ gần)
  3. làm cho đường kính nhỏ hơn và hy vọng rằng điều này là đủ

Cả hai lựa chọn này đều thực sự thỏa mãn. :


1
Chắc chắn bạn cần cắm vias nếu miếng dán hàn sẽ đọng lại trên chúng. Nếu không, bạn sẽ có vấn đề trong quá trình lắp ráp. Có những lựa chọn rủi ro khác. Làm khẩu độ mặt nạ hàn nhỏ dưới chip. Như hiển thị hình ảnh này s3-bloss.mentor.com/tom-hausherr/files/2011/04/ . Trong trường hợp này, bạn có thể đặt vias ra khỏi khu vực dán hàn. (Xin lỗi, có thể đó không phải là hình ảnh tốt nhất để thể hiện điều này). Tùy chọn thứ hai bạn nhận xét là có thể nhưng tôi sẽ không thử cái thứ ba.
Jesus Castane

1
Tôi sẽ đi với tùy chọn 2. Vì LT không nói rõ rằng các vias phải ở dưới đệm vì lý do nhiệt, tôi cho rằng điều này là ổn. Cảm ơn bạn đã trả lời Jesus.
arnuschky
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.