為了提高基于 TPS7H502x 系列的轉換器設計的可靠性,建議遵循以下布局指南。
- 將反饋布線盡可能遠離功率磁性元件(電感器和/或電源變壓器)和印刷電路板 (PCB) 上的其他噪聲電感布線(例如開關節(jié)點)。如果反饋布線布置在電源磁性元件下方,請確保該布線位于 PCB 的另一層上,并且至少有一個接地層將布線與電感器或變壓器隔離。
- 盡可能地減小轉換器開關節(jié)點的銅面積,以實現(xiàn)出色的噪聲性能并降低寄生電容,從而減少開關損耗。確保將任何噪聲敏感信號(例如反饋布線)遠離該節(jié)點布置,因為它包含高 dv/dt 開關信號。
- 建議盡可能地縮短功率級中的所有高 di/dt 和 dv/dt 開關環(huán)路的路徑。這有助于減少 EMI、降低功率器件上的應力并減少耦合到控制環(huán)路中的任何噪聲。
- 將控制器的模擬地與包含高頻率、高 di/dt 電流的功率級的電源接地端分離。這兩個接地端可連接在 PCB 布局中的同一點上。功率半導體開關的源極、功率級大容量輸入電容器的回路以及輸出電容器的回路均可連接到 PCB 電源接地端。
- 建議保持 PCB 上的所有高電流布線盡可能地短、直、寬。建議使布線的最小值為每安培 15mil (0.381mm)。
- 將 VIN、PVIN、REFCAP 和 VLDO 的所有濾波電容器和旁路電容器盡可能靠近控制器放置。建議使用具有較低 ESR 和 ESL 的表面貼裝陶瓷電容器,因為與穿孔電容器相比,這可以降低噪聲耦合的可能性。必須盡可能地減少由旁路電容器連接、相應引腳和 GND 所形成的環(huán)路面積。建議每個旁路電容器均具有到 GND 的良好低阻抗連接。
- 外部補償元件建議放置在控制器的 COMP 引腳附近。此處也建議使用表面貼裝元件。
- 嘗試將用于在 VSENSE 處生成電壓的電阻分壓器靠近器件,以減少噪聲耦合。盡可能地減小 VSENSE 引腳上的雜散電容。
- OUTH 和 OUTL 用于驅動功率半導體器件的柵極。連接到這些引腳的 PCB 布線承載高 dv/dt 信號。將這些 PCB 布線遠離連接到 VSENSE、COMP、RT 和 CS_ILIM 的任何布線,從而減少噪聲耦合。
- 使用短的低電感布線來連接 OUTH、OUTL、柵極電阻器和要驅動的功率半導體器件的柵極。FET 建議盡量靠近控制器放置。
- 為了防止輸入電源總線上出現(xiàn)過多的振鈴,需要采取良好的去耦合做法,就是在 MOSFET 或 GaN FET 附近放置低 ESR 電容器。
- 除了利用控制器的前沿消隱時間外,還可能需要對 CS_ILIM 的檢測電流信號輸入進行 RC 濾波。使電阻器和電容器靠近 CS_ILIM,以濾除檢測到的電流信號上可能出現(xiàn)的任何振鈴和/或峰值。
- 使用多個通孔將散熱焊盤連接到 PCB 的接地平面。建議避免將焊料膏直接放置在過孔上,除非對這些過孔進行包覆或填充。