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[参考译文] LM5176:布局说明

Guru**** 2535750 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5176, LM5175

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/738987/lm5176-layout-clarifications

器件型号:LM5176
主题中讨论的其他器件: LM5175

G'day、

我使用 LM5176PWPT 通过7-27V 输入为我的器件提供12V 电压轨。 我已经多次阅读数据表、并使用 Webench 工具构建了合适的原理图。 我遵循了数据表中提供的布局指南、得出了以下粗略草稿:

无需顶层填充、您就可以看到各个组件:

注意事项:

  1. 外部的黄色线是 PCB 的边缘切割
  2. 外部白色边框是2mm 的禁止距离
  3. 这是一个4层电路板(信号、GND、PWR、信号);红色是顶部信号、绿色是底部信号、粉红色是 PWR。
  4. U26是 LM5176、显示在电路板的反向侧(右上角);显然、我尚未对其进行任何路由。

数据表显示将 LM5176置于较大的接地填充位置。 由于我的电源电路位于电路板的底部、因此我在空间方面有些压力、因此无法将 LM5176安装在数据表建议的电路板的同一侧/顶部。 我的问题如下:如果我在电路板的背面使用接地填充、 并使用通孔将所需的连接到顶部接地填充以及实心 GND 平面(第2层)、我是否可以将 LM5176放置在电路板的反向侧、直接位于 MOSFET、电感器等下方?

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    您好 Jars121、

    支持此设备的工程师已离开办公室、并将该帖子分配给他。 他将在返回办公室后回复您的问题。
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    您好、Jasper、

    感谢您的告知。 您是否有机会大致知道他们什么时候会回到办公室?

    谢谢!
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    您好、Jars、

    动力总成组件(电感器、MOSFET、电容器...)的布局 看起来不错。

    可以将 LM5176放置在电路板的背面。 请尽量减少布线长度。 器件周围的 GND 计划用于帮助保持 IC 冷却。

    我建议稍微偏移 LM5176、使其位于电流感应电阻器下方。 这应该有助于将 IC 检测到的噪声保持在最低水平。 我还建议使用内部接地层来屏蔽 LM5176免受高噪声信号的影响。

    如果您有任何疑问、请告诉我。

    谢谢、

    Garrett
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    您好、Garret、

    感谢您的意见、非常感谢您的参与。 我将尝试尽可能缩短电路板背面的布线长度;我知道 GND 填充和平面用作 IC 的散热器。

    在偏移方面、电流感应电阻器是否是采用开尔文连接的电阻器(根据数据表)? 如果是、我的 Rsense 是 R251 (在我最初发布的屏幕截图中)、位于电路板的底部;在给定电阻器的位置时、您如何建议我放置 IC? 其次、我在 R251上开始的开尔文连接是否合适? 考虑到所选电阻器上焊盘之间的空间、我无法从焊盘的中心布线、因此将从右侧边缘开始布线。 我将在底部表面将它们作为伪差分对路由到 IC。

    关于 IC 的接地、数据表提到了 PGND 引脚、VCC 电容器 PGND 引脚附近或 CS、CSG 等引脚的 PGND 连接附近的模拟接地和电源/数字接地。 实际上、我能否在电路板的底部保持两个实心 GND 填充、每个实心 GND 填充都有导孔进入 GND 平面(第2层)和顶部 GND 填充、并使两个填充在这些指定点之一处实现?
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    您好、Jars、

    请查看此博客系列、其中涵盖了 LM5175 (类似于 LM5176)的布局建议。 这将有助于解答您的一些问题。
    e2e.ti.com/.../four-switch-buck-boost-layout-tip-no-1-identifying-the-critical-parts-for-layout


    关于电流感应电阻器上的开尔文连接、最好将其连接到电流感应电阻器的中间位置。 这将有助于最大程度地减小信号的任何偏移。

    通常、有一个 AGND 多边形有助于隔离噪声敏感信号以实现高电流和接地反弹。 应将其连接到 IC 背面外露焊盘上的 PGND 平面图。 请查看 LM5176 EVM 以了解该实现方案的示例。

    谢谢、

    Garrett
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    感谢 Garret、我们一如既往地感谢您的帮助。 我通读了链接的博客、这非常有用、还按照建议查看了 LM5176EVM 的光绘文件。 不过、我对 EVM 文件有点困惑、因为我的光绘查看程序似乎没有显示填充或平面? 也就是说、我可以在不同的层上看到 IC 焊盘、迹线等、但在使用过孔或 IC 焊盘直接位于多边形上的情况下、我没有可见性。

    话虽如此、我已根据以下图片将我学到的内容付诸实践、并将其布局付诸实践。 我设法将电源电路向上移动、使其刚好安装在感应电阻器(在电路板背面)下的 LM5176。 我还更改了电流感应电阻器的封装、因此开尔文连接是根据您的建议从焊盘中心开始的。 大多数元件看起来都相当紧凑、唯一的例外是进入 MOSFET 的一些感应和栅极布线;我不知道这是否有帮助、也不知道这是否会导致很大的问题?

    我使用了一个小多边形(粉色)将 VISNS 和二极管/电阻器电路连接到第3层的输入电源轨(VBATT_FILT)、否则所有东西都位于顶层和底层。 在接地方面、我使用了相同的方法(根据前面提到的填充/平面过孔问题、我可以告诉我)、方法是将模拟焊盘接地到 IC 下方的外露焊盘。 我在底层(绿色)创建了接地填充、以连接 IC 上部各电容器和电阻器的所有接地焊盘; 我应该将这个填充件只连接到模拟焊盘/外露焊盘、还是可以使用向下连接到 GND 层的通孔?

    这种通用布局是否正常? 是否有任何令人惊讶的明显的事情表明我错过了或做了错误? 我在电流感应迹线中添加了一些曲折的曲线、因为我将它们视为差分对。 我不确定是否需要、但我认为长度匹配不会造成伤害。

    图1:使用顶部(红色)、底部(绿色)和第3层(粉色)布线更新了布局。\n 图示为填充。

    图2:更新了布局、删除了顶部和底部平面以及迹线以显示 IC 的放置。

    谢谢!

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    您好、Jars、

    一般布局看起来不错。 如果您关注了数据表中的博客和信息、那么您应该没有问题。

    谢谢、

    Garrett
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    感谢 Garrett,非常感谢:)