Qual è lo scopo degli aerei di rame in un alimentatore a commutazione?

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Sto cercando di includere un convertitore buck per alimentare un microcontrollore da 3,3 V e ho usato Power Designer di TI per generare un layout consigliato per i miei parametri.

Ho notato che qui gli aerei di rame sono piuttosto grandi rispetto alle impronte dei componenti coinvolti. Capisco il valore di avere un piano per il suolo, dal momento che è un punto di riferimento comune, ma perché ci sono aree così grandi per le altre connessioni? È per dissipazione del calore o altri motivi? (O sto fraintendendo qualcosa su come leggere il diagramma?)

switch-mode-power-supply layout

— Chrylis -on strike-
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I grandi piani in rame riducono al minimo l'induttanza, aumentano la gestione della corrente e funzionano anche come dissipatore di calore. Ciò che è vero per i piani di massa è vero anche per gli ingressi e le uscite. Voglio dire, il terreno è solo un punto di riferimento. I segnali nei convertitori a commutazione hanno spesso picchi di corrente di grandi dimensioni e spigoli vivi. Quindi è essenziale minimizzare l'induttanza e aumentare la capacità di gestione corrente.

— Bimpelrekkie,

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Impedenza di binario inferiore

In un regolatore di commutazione, l'impedenza della traccia conta molto . Non solo la resistenza, ma anche l'induttanza, ed entrambe sono ridotte quando si usano piste più larghe (o piani).

heatsinking

Un regolatore di commutazione produce calore, che deve essere convogliato dal componente. Il rame è un ottimo conduttore di calore ed è utilizzato come radiatore in molti modelli di alimentatori a commutazione.

Problemi di produzione di PCB

Nella produzione di PCB, i produttori spesso richiedono una determinata percentuale di ogni strato in rame. Questo per garantire uno spessore uniforme su tutto il PCB nella fase di placcatura, nonché un'espansione e una riduzione uniformi alle variazioni di temperatura.

— Sclrx
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Calore e bassa impedenza per i percorsi ad alta corrente. Alcune aree di terra su questa tavola potrebbero non essere critiche, ma quando si ha lo spazio vuoto sulla tavola si ottiene un piccolo margine di sicurezza in più.

Generalmente non è una buona idea creare una vasta area di terra per il nodo di commutazione (probabilmente nella parte inferiore destra di questa immagine, ma difficile da dire senza numeri di parte / schema / ecc.) Perché i bordi veloci sul nodo di commutazione possono essere un Il problema EMI e l'ampia area terrestre creano sia un'antenna che accoppiano in modo capacitivo (sp?) Il segnale al piano di massa e possibilmente altre tracce che possono creare rumore di terra.

— Dean Franks
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È il nodo di commutazione, almeno se ho capito bene lo schema. La dimensione nel layout attuale è "grande" - dovrebbe essere più piccola?

— Chrylis

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Ciò dipende da un'analisi termica completa, dalla frequenza di funzionamento dell'SMPS, dalla velocità di salita e discesa dall'interruttore, dal DCR dell'induttore e ad alta frequenza dalle perdite del core tra le altre cose. Il design SMPS non è una magia nera, ma è coinvolto e richiede un buon background nella teoria formale. Ecco perché TI e altri forniscono strumenti di progettazione SMPS online che eseguono la maggior parte / tutta l'analisi per te.

— Dean Franks,

Grazie, proverò ad andare con il layout standard, quindi. Ho appena abbastanza E&M formale per guardare questo, dire "ehi, c'è un analogico complesso in corso!" e chiedi a qualcun altro.

— Chrylis