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PCB布局的关键:开关节点走线尺寸满足电流?| 深圳比创达EMC(3)

2023-08-31 12:41:58 来源:互联网

PCB布局的关键:开关节点走线尺寸满足电流?相信不少人是有疑问的,今天深圳市比创达电子科技有限公司就跟大家解答一下!

开关稳压器或功率变换器电路的开关节点是关键的传导路径,在进行PCB布局时需要特别注意。该电路节点将一个或多个功率半导体开关(例如MOSFET或二极管)连接到磁能存储设备(例如电感或变压器绕组),其开关信号包含了快速切换的dV/dt电压和dI/dt电流,它们很容易耦合到周围的电路上并产生噪声问题,可能导致PCB和系统无法满足严格的电磁兼容性(EMC)要求。


(资料图片)

本文将介绍最基本的开关节点波形,助您了解如何在PCB路由时确定适当的开关(SW)节点走线尺寸,并了解开关节点中电场(E场)和磁场(H场)产生的近场耦合效应。

确定开关节点走线尺寸以满足电流需求

通常,从稳压器SW引脚到电感输入侧的走线要比PCB上的其他信号走线更宽一些。建议采用宽走线或覆铜,并满足以下要求:

铜厚度和走线宽度应足够,以满足电流需求。

走线长度应尽可能短,以最大程度地减少与其他电路产生近场耦合。

SW节点走线宽度对于所需电感电流的处理至关重要。在上述的降压变换器示例中,提供给电感的平均电流与平均输出电流(3A)相同。设计工程师应首先指定最大电流条件,然后将其用于估算SW节点的走线宽度。

在设计示例中,假设一个4层PCB在顶层、底层和内层使用了1盎司的铜(参见图1)。开关稳压器电路在顶层放置并路由,接地(GND)返回平面在顶层以下9.26密耳(约10密耳)的位置。我们可以通过许多现成的计算工具来确定电流导体的尺寸。这些工具可以在PCB CAD软件或者PCB制造商的网站上找到。

图1: 3A降压变换器中采用的4层堆叠

如果设计的最大负载为3A,并需要将PCB的温升控制在10°C以内,则通过计算可以得出,采用这种4层堆叠,50密耳的导体宽度应可以承载接近3.5A的电流。因此,在该设计中,50密耳的开关节点走线宽度是一个较好的选择,它可以提供高于3A最大负载的裕度。当然,根据具体PCB的允许温升可以做出不同的权衡。尽管走线尺寸与电感焊盘一样宽很常见,但是从这个示例中我们可以看出,更窄的走线也完全能够满足电流和散热的要求。

请注意,电流导体尺寸的计算应遵循最新的IPC2152标准,而不是老版本的IPC2221。这对多层PCB尤其重要。基于IPC2152的计算更加精确,而且考虑了PCB厚度、PCB导热率、走线厚度以及走线到铜平面的距离等诸多因素。

综上所述,相信通过本文的描述,各位对PCB布局的关键:开关节点走线尺寸满足电流都有一定了解了吧,有疑问和有不懂的想了解可以随时咨询深圳比创达这边。今天就先说到这,下次给各位讲解些别的内容,咱们下回见啦!也可以关注我司wx公众平台:深圳比创达EMC!

以上就是深圳市比创达电子科技有限公司小编给您们介绍的PCB布局的关键:开关节点走线尺寸满足电流的内容,希望大家看后有所帮助!

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