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[参考译文] TPS548A29:原理图和布局审阅(故障器件、接地短路)

Guru**** 2387830 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/1376188/tps548a29-schematic-and-layout-review-failing-part-shorting-to-ground

器件型号:TPS548A29

工具与软件:

大家好、我们的电路板出现问题、并且直流稳压器(TPS548A29RWWR)通过 Vin/SW 短路接地。

-输入为11-14V;输出为5.1V,最大10A (最初假设我们需要7-10A,但我们现在只需要2A 因此可以更改)

-我们的目标是效率超过尺寸,所以设计使用600kHz SW 频率。  

阅读这里的论坛、我们发现 本系列的常见问题是布局或瞬态电压尖峰。 我们检查了布局、并在输入端添加了 Elect-Alum 电容器、以帮助抑制任何可能击穿的东西、以及增大输出电容。 更进一步、输入端有一个最大钳位为24.4V (SMCJ15A)的 TVS 二极管。 这些选择基于 EVM 原理图。  

更深入地阅读数据表、我认为 VCC 电容(第7.3.1节) 在 VCC 引脚上至少为2.2uF、而不是正确的"至少为6V 的额定电压"。 不过、在下面的设计示例中(第 8.2.2.9节)、它显示最小值为2.2uF。  这里有什么问题吗?

-第一次迭代更稳定,因为它将通过所有的测试在实验室,但在现场失败。

-似乎我们的第二次迭代比第一次迭代不稳定,即使在实验室中失败也容易得多。

Sch_Initial_Design_TPS548A29_5Vout.png

Layout_Updated_Design_TPS548A29_5Vout.png

Sch_Updated_Design_TPS548A29_5Vout.png

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    更新了原理图文件(pdf 版本)

    e2e.ti.com/.../sch_2D00_updated.pdf

    e2e.ti.com/.../sch_2D00_original.pdf

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    尊敬的 Zach:  
    VCC 电容应为2.2 μ F、额定电压至少为6.3V。 查看原理图、AGND 和 PGND 连接需要分离并具有不同的符号。 EN、MODE 和 TRIP 对噪声敏感、应连接到 AGND。 应存在单独的 AGND 覆铜并将其单点连接到内层上的实心 PGND 平面。 此外、此设计还需要220 pF CFF。 我建议将 Rtrip 电阻器降至5.76k、以实现10A 谷值电流限制。 但是、如果您只需要2A 电流并希望降低过流保护、则可以在3A 谷值 OCP 下将 RTRIP 电阻器增加到11.3k。 我在原理图上没有看到 PGOOD 连接、应该使用1k-100k 的电阻将其上拉至 VCC。  

    此致!

    Ryan

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    好的、谢谢。  

    更新后的布局看起来如何? 我已经将输出电容器转移、将 TRIP 和 EN 电阻器放在 C46 (VCC)旁边、并添加了 AGND、该 AGND 直接连接到下方平面上的实心 PGND。

    此外、您是否看到输入/输出电容(之前或当前)有任何问题?

    我如何自行确定是否需要220pF 的 CFF?

     

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    尊敬的 Zach:  

    输入/输出电容器看起来正常。  
    这是 AGND 平面吗? 它如何连接到 AGND 引脚?

    我们的网络上提供了设计计算器、您可将其用于输入原理图值、它将提供反馈:


    此致!

    Ryan

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    您好、Ryan、

    感谢您的快速响应。 它非常有用、有助于为我指明您提供的工具的正确领域。 我已附上更新的原理图、其中我已交换至800kHz 的开关并包含新的220pF CFF (基于设计电子表格、它应该保持220pF)。 我还更新了布局图像、其中包含了不同区域的特写。 AGRND 连接到内部平面上的 GND。 我想我们现在都很好、但希望能有更多的评论。

    通常、我会将元件放置在顶层/底层、但我们还有另一块与顶层齐平的元件、因此我们只能在这里布置布线、而不能布置元件。  

    sch_2D00_p5v_2D00_pwr.pdf

    new_2D00_layout_2D00_agnd.png

    new_2D00_layout_2D00_feedback.png

    new_2D00_layout_2D00_full.png

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    尊敬的 Zach:  

    原理图看起来正常。 关于原理图、我建议将 AGND 元件与较大的覆铜相连接、如下所示:

    我还建议增加布线 SW 的宽度。  


    VOUT 布线应该较宽、但也要短接靠近电感器输出的输出电容器并在输出电容器之后不久使用过孔:

    下面是数据表中的一些其他布局建议:

    此致!

    Ryan