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[参考译文] TPS55340:TPS55340布局检查

Guru**** 2535150 points


请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/838070/tps55340-tps55340-layout-checking

器件型号:TPS55340
主题中讨论的其他器件:PMP15037

这是我使用的电流原理图。 我使用 TPS55340PWPR。



WEBENCH 建议我使用 B560C-13-F 60V 肖特基二极管和4.7uH XAL5030-472MEB 电感器。

所有电阻器的容差均为0.1%、具有1/8W 额定功率和0603 (16mm x 08mm)尺寸。

我移除了"热释放"(多边形布线)以吞没 GND 焊盘。 我放置了

Cin:C2 10uF + C4 10uF + C3 15uF

COUT:C7 470nF + C8 470nF + C9 10uF

使用过孔。

R1、R2、R3用于反馈环路、I 参考 PMP15037 (降低 VOUT 的 DAC 信号)

顶部(FR-4、1.6mm 厚2层 PCB)

底部

布局是否正常? 我是否需要更多过孔?

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    尊敬的 David:

    在我浏览布局并给出评论之前、我有几件事需要与您确认:输入来自什么? 为什么 VIN 范围为2.8V 至5.15V。 您需要的最大输出电压是多少? 考虑到下面显示的最大占空比限制、最大输出电压将受最大占空比89%和最小工作输入电压的限制。

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    你好、Zach

    输入将为任一

    USB 5V

    2.单节锂离子3.7V 500mAh

    我所需的最大输出电压为38V。 通过使用 PMP15037、我将控制6V 至38V 的 VOUT。

    [引用用户="Zack Liu "]考虑到下面显示的最大占空比限制、最大输出电压将受最大占空比89%和最小工作输入电压的限制。

    ——请问您这种占空比限制的含义,请吗? 希望了解输入电压和占空比之间是否存在公式。

    -使用容量低于500mAh 的单节锂离子电池是否会成为问题?

    希望 VIN 可以这样做。

    -也感谢您提供 PCB 注释。

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    尊敬的 David:

    对于升压拓扑、Vout 到 Vin 公式为 D=1-effi*Vin/Vout。

    假设最小输入电压为2.8V,效率为0.85,占空比=1-0.85*2.8/38=93.7%,高于最大占空比限制规格(最小值) 89%(极端条件下)。 这意味着、当锂离子电池电压由于最大占空比限制而降至2.8V 时、输出电压将不会上升至38V、大约只有22V。

    使用89%作为 Dmax,生成38Vout Vin=(1-Dmax)*Vout/effi=(1-0.89)*38/0.85=4.9V 的最小工作输入电压。  

    总之、只有输入来自5V USB、您可以获得6V-38V 的输出电压。 如果输入来自单节锂离子电池、在极端条件下、您可以获得6V-22V 的输出电压。

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    感谢您的澄清。

    -锂离子容量500mAh 也很重要吗?

    -可以检查我的 PCB 布局吗? 需要更多过孔?

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    尊敬的 David:

    锂离子容量决定了使用寿命和最大放电电流。 您需要在电池工厂中检查最大放电电流。

    对于布局、我的注释如下:

    1、输入电容、电感 L、二极管位置良好。 请更改靠近 IC 的输出电容器 C7、C8、C9位置。 查看下图、我将 C7放置在更靠近 IC 的位置、IC 的 GND 引脚直接连接到 C7、C8、C9负极焊盘。 PCB 的寄生电感可以通过这种方式降低。  

    2.将较小的 Cout 值放置在更靠近 IC 的位置,因为陶瓷电容器具有较低的阻抗。

    3.输入电容器和输出电容器的负极焊盘附近的过孔很好。  

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    谢谢、Zack。 喜欢这个吗?

    我根据您的建议将输出电压降低至22V。 此外、输出电容器现在更靠近 IC。

    WEBENCH 告诉我要使用

    -两个1uF 陶瓷 C7、C8

    -一个10uF 电解电容器 C9

    [引用 user="Zack Liu "]将较小的值 Cout 放置在更靠近 IC 的位置、因为陶瓷电容器具有较低的阻抗。

    问题1. 您是说将1uF (C7、C8)移至尽可能靠近升压转换器的位置、而不是10uF、因为1uF 是低阻抗陶瓷电容器?

    问题2. 考虑到尺寸、我是否确实需要使用10uF 电解电容器、或者是否可以将其替换为10uF 陶瓷类型?

    上述布局使用的是陶瓷电容为10uF。 希望我知道为什么我必须至少使用一个电解电容器。

    [引用用户="Zack Liu ">查看下图、我将 C7放置在更靠近 IC 的位置、IC 的 GND 引脚直接连接到 C7、C8、C9负极焊盘。 PCB 的寄生电感可以通过这种方式降低。  [/报价]

    问题3. 请问您的意思是什么;闭合去耦电容器会降低 PCB 的寄生电感?

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    尊敬的 David:

    现在布局看起来要好得多。 R1必须是反馈电阻器。 请将这个靠近 R2、R3和 IC 将会更好。

    以下是我的意见:

    问题1:是的。 将一个1uF 陶瓷电容器靠近 IC 就足够了。 如果您选择两个尺寸和直流额定值相同的陶瓷电容器并查看其数据表、您会发现较低值的陶瓷电容器在高频范围内具有较低的阻抗。

    Q2:我建议您使用陶瓷电容器、因为它具有比电解电容器更低的 ESR。 使用一个或两个10uF 电容器。 在评估直流偏置下的电容器降额时要小心。

    Q3:您应该知道 PCB 具有寄生电感。 由于高侧开关电流不连续、输出电容器负极垫与 IC GND 之间的寄生电感将在开关期间导致高尖峰。