Analog Devices tiene una placa de evaluación para este ADP2303 3A fuente de alimentación de modo de conmutador reductor. Incluso si no tiene el tablero real, vale la pena leer la guía del usuario ( enlace ). Este tipo de producto y su diseño de PCB son generalmente similares a los productos que he hecho hace años para uno de los competidores de AD. Dado que te identificas como ingeniero de software / principiante en electrónica, ahórrate algunos problemas y copia el diseño completo de la placa de evaluación, lo más cerca posible. Para eso es: para ayudarte a tener éxito con este producto.
Aquí hay un par de puntos clave para ayudar a entender el diseño de su panel de evaluación:
Su tablero de evaluación es de 4 capas. Supongo que el revestimiento de cobre es de 1.5 oz o 2 oz porque se trata de una fuente de alimentación. (1 oz de cobre tiene una resistencia de lámina de aproximadamente 0,002ohm por cuadrado, por lo que el cobre más grueso y las trazas más anchas proporcionan conexiones de menor impedancia).
La Capa 1 es componentes de potencia (que son todos de montaje en superficie), con pequeñas islas de malla de alta corriente entre componentes.
La colocación de componentes intenta minimizar el área del bucle de corriente de carga (CIN - VIN - SW - L - COUT) y el bucle de corriente de descarga (D - L - COUT), y mantener los bucles de malla de corriente alta en la capa 1 .
A pesar de que los condensadores cerámicos generalmente tienen una ESR muy baja (resistencia en serie efectiva), poner múltiples capacitores en paralelo es una práctica común para reducir la ESR, mejorando la respuesta de voltaje transitoria. Esto es especialmente importante si la carga es una FPGA o una CPU rápida, porque estos condensadores alimentan una demanda de corriente alta suficientemente rápida antes de que el regulador comience a responder. Demasiada carga de corriente demasiado rápida, causará que la tensión de salida se "apague" momentáneamente, lo que a su vez puede conducir a un comportamiento errático poco confiable. Vea la figura 13. Más tapa de salida ayuda a reducir esos picos transitorios.
Los condensadores de salida están conectados entre sí con 6 vías en cada extremo (porque las vías son inductivas), y el plano VOUT está en las capas 1, 3 y 4 de PCB para obtener la impedancia de conexión tan baja como sea posible. El área de cobre adicional también ayuda a conducir el calor no deseado lejos de los componentes.
La capa 2 es plano de tierra, sin rastros. Los únicos saltos en la capa 2 son los anillos anulares de las vías.
La capa 3 es principalmente un plano VIN, con pequeños planos de potencia para GND y SW. El pequeño plano de potencia para VOUT conecta los condensadores COUT.
La capa 4 es otros planos de poder. Tenga en cuenta la traza que se ejecuta desde una de las vías VOUT al divisor de resistencia de realimentación. Esto es como una traza de "sentido Kelvin" que regula el voltaje de salida en esa vía. Si la carga estuviera muy lejos, es posible que tenga que preocuparse por la detección remota, pero si todo está en la misma placa, entonces está bien detectar el capacitor VOUT más cercano a la carga.
Como es probable que coloque este regulador de potencia en la misma placa que la carga, no permita que otras trazas no relacionadas se enruten a través de esta parte del diseño. Trate este diseño como un "ladrillo" opaco que posee esa pulgada cuadrada de espacio de tablero, en todas las capas.
La selección de componentes es importante. Más que solo los valores mostrados en el esquema. Si es posible, intente usar exactamente los mismos componentes que ellos usaron.
El inductor (L1) se usa como un "cubo" que se carga y descarga con energía durante cada ciclo, por lo que el almacenamiento de energía de L1 es el parámetro clave (0,5 x inductancia x corriente al cuadrado, a menudo solo se especifica en las hojas de datos como LI ^ 2), junto a su resistencia en serie (cuanto más baja mejor), y finalmente su inductancia real. La frecuencia de auto-resonancia debe ser más alta que la frecuencia de conmutación de 700 kHz, de lo contrario no se comportará como un inductor. Asegúrese de mirar la foto de la figura 1: su inductor L1 debería tener el mismo aspecto.
El nodo de realimentación (pin FB, y la conexión entre R3 y R5) es una entrada de alta impedancia que controla el voltaje de salida. Este nodo debe mantenerse en un área muy pequeña y con una inductancia baja, y estar protegido de la interferencia EMF del campo magnético. En su tablero de evaluación, AD colocó R3 y R5 justo al lado del pin 5. También tenga en cuenta que usaron una resistencia de cero ohmios en lugar de un puente de 0.1 pulgadas.
No pase por alto el condensador de refuerzo CBST. Este es el "condensador de vuelo" de una bomba de carga que produce un riel de alimentación de mayor voltaje que se necesita para accionar el interruptor interno. Esto debería estar cerca de U1.
Planee usar un osciloscopio para ayudar a validar su próximo prototipo. A pesar de que la salida debe ser constante, hay más cosas dentro de un regulador de la fuente de alimentación de conmutación que con el regulador lineal más común. La guía del usuario de la placa de evaluación de AD tiene una buena descripción de qué medir, cómo deberían ser las formas de onda en diferentes modos de operación, e incluso cómo minimizar la inductancia a tierra de la sonda del osciloscopio.
La mejor de las suertes para ti ...
