TPS62933: 如何實(shí)現(xiàn)單層 PCB 布局并改進(jìn) EMI?
單層印刷電路板 (PCB) 廣泛應(yīng)用于大型電器、家用空調(diào)、家用音響、揚(yáng)聲器以及其他小型家用電器。與多層電路板相比,單層 PCB 易于構(gòu)建,而且具有成本效益,生產(chǎn)周期短。易于使用和 BOM 成本效益在家用電器和智能應(yīng)用中非常重要,所以工程師希望在這些應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)單層印刷電路板 (PCB) 布局。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/202405/459042.htm大多數(shù)工程師遵循 PCB 布局的黃金法則:將輸入電容器盡可能靠近 IC 放置,并使輸入電容器、VIN 引腳和 GND 引腳形成的電流環(huán)路盡可能小,以降低噪聲和 EMI。
圖 1 關(guān)鍵電流環(huán)路
在采用傳統(tǒng)引腳排列的器件中,SW/PH 引腳通常位于 VIN 和 GND 引腳之間。因此,為了縮短 CIN 和 IC 之間的距離,需要改變 PH/SW 引腳布線,以免妨礙 CIN 和 IC 的連接。為此,我們可以將 PH/SW 布線移至底層,或使用多個(gè) 0 歐姆電阻器連接布線。但是,雙層 PCB 成本遠(yuǎn)高于單層 PCB,而且添加 0 歐姆電阻器將增加 BOM 成本。
優(yōu)化型引腳排列允許工程師將輸入電容器放置在足夠靠近 IC 的位置,而且無需將 PH/SW 移至底層或使用 0 歐姆電阻器。圖 2 分別提供了傳統(tǒng)引腳排列和優(yōu)化型引腳排列中的“SW”位置。
圖 2 傳統(tǒng)引腳排列與優(yōu)化型引腳排列
下面以 TPS62933 3.8V 至 30V、3A 同步降壓轉(zhuǎn)換器(采用優(yōu)化型引腳排列)為例,說明如何實(shí)現(xiàn)單層 PCB。圖 3 比較了 TPS62933、TPS54335A 和 TPS54302 的 EVM 參考設(shè)計(jì)。顯而易見,TPS62933 可以輕松實(shí)現(xiàn)單層布局,同時(shí) TPS62933 的 EVM 參考設(shè)計(jì)具有最小的 PCB 解決方案尺寸,并且無需任何過孔或底層布線。此外,TPS62933 具有出色的 EMI 性能和穩(wěn)健性,其優(yōu)化型引腳排列可減小關(guān)鍵電流環(huán)路面積,從而降低自身噪聲并提高 EMI 性能。
圖 3:TPS62933、TPS54335A 和 TPS54302 的關(guān)鍵電流環(huán)路比較
圖 4、5 和 6 分別展示了 TPS62933 的 EVM 原理圖、參考 PCB 布局和 BOM(含解決方案尺寸),并說明了如何實(shí)現(xiàn)單層 PCB 布局。更多有關(guān)布局指南的詳細(xì)信息,請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)表。
圖 4 TPS62933 的 EVM 原理圖
圖 5 TPS62933 的參考 PCB 布局
元件 | 器件型號(hào) | 尺寸 (mm^2) |
IC | TPS62933,SOT583 | 1.6mm * 2.1mm |
電感器 | 74439346068,Würth Elektronik | 6.65mm * 6.45mm |
輸入電容器 | CGA5L1X7R1H106K160AC,TDK,1206 封裝 | 3.2mm * 1.6mm,2x |
輸出電容器 | C3216X5R1V226M160AC,TDK,1206 封裝 | 3.2mm * 1.6mm,2x |
其他元件 | 0603 封裝 | 1.6mm * 0.8mm,10x |
總尺寸 (mm^2) | 包括元件和布線間距 | 22mm * 20.3mm = 446.6mm^2 |
FOM (mA/mm^2) | TPS62933 最大負(fù)載為 3A | 6.717mA/mm^2 |
圖 6 解決方案尺寸匯總
總之,優(yōu)化型引腳排列降壓轉(zhuǎn)換器可幫助您輕松實(shí)現(xiàn)單層 PCB 布局并改進(jìn) EMI。
評(píng)論