El diseño de la disposición de la placa para circuitos integrados de fuente de alimentación conmutada es tan importante como el diseño del circuito. El diseño adecuado puede evitar varios problemas causados por los circuitos de alimentación. Los principales problemas derivados de un diseño inadecuado pueden provocar un aumento del ruido superpuesto a las señales de salida y de conmutación, la degradación del regulador e incluso la falta de estabilidad. La adopción de un diseño adecuado evitará que ocurran estos problemas.
trayectoria de corriente
Las figuras 1 a 3 muestran las rutas de corriente en un circuito convertidor reductor. La línea roja en la Figura 1 muestra el flujo de corriente principal en el convertidor cuando el elemento de conmutación Q1 está encendido. Cbypass es un capacitor de desacoplamiento de alta frecuencia y Cin es un capacitor grande. En el momento en que se enciende el elemento de conmutación Q1, la mayor parte de la parte empinada de la forma de onda actual se suministra desde Cbypass y luego desde Cin.
La línea roja en la Figura 2 muestra el estado del flujo de corriente cuando el elemento de conmutación Q1 está apagado. El diodo de rueda libre D1 se enciende y la energía almacenada en el inductor L se libera a la salida. En las topologías de convertidores reductores, el inductor se inserta en serie con la salida, por lo que la corriente en el condensador de salida es uniforme.
Consulte la figura 3. La línea roja muestra la diferencia entre la Figura 1 y la Figura 2. Esta corriente de línea roja cambia violentamente cada vez que el elemento de conmutación Q1 cambia de apagado a encendido y viceversa. Estos cambios abruptos inducen varios armónicos en la forma de onda. Esta diferencia de sistema es una consideración importante, ya que requiere el máximo cuidado durante el diseño de PCB.
Procedimiento de diseño de PCB
Los puntos generales del procedimiento de diseño de PCB son:
- Coloque el condensador de entrada y el diodo de rueda libre en la misma capa superficial de PCB que los terminales del IC y lo más cerca posible del IC.
- Incluya vías térmicas según sea necesario para mejorar la disipación de calor.
- Coloque el inductor cerca del IC. No es necesario colocarlo cerca del condensador de entrada. Esto es para minimizar el ruido radiado desde el nodo de conmutación y evitar usar más área de cobre de la necesaria.
- Coloque el capacitor de salida cerca del inductor.
- Dirija la ruta de retorno lejos de áreas ruidosas como inductores y diodos.