优化PCB布局可提升转换器性能

yzkjpcb@2016 · 发表于 2017-5-9 11:10:08

对于开关模式转换器而言，出色的印制电路板(PCB)布局对获得最佳系统性能至关重要。若PCB设计不当，则可能造成以下后果：对控制电路产生太多噪声而影响系统的稳定性；在PCB迹线上产生过多损耗而影响系统效率；造成过多的电磁干扰而影响系统的兼容性。 ZXLD1370是一款多拓
对于开关模式转换器而言，出色的印制电路板(PCB)布局对获得最佳系统性能至关重要。若PCB设计不当，则可能造成以下后果：对控制电路产生太多噪声而影响系统的稳定性；在PCB迹线上产生过多损耗而影响系统效率；造成过多的电磁干扰而影响系统的兼容性。
ZXLD1370是一款多拓扑开关模式LED驱动控制器，每个不同的拓扑结构中都嵌有外部开关器件。该LED驱动器适用于降压、升压或降压-升压模式。
本文将以ZXLD1370器件为例，讨论PCB设计的考虑因素并提供相关建议。
考虑迹线宽度
对于开关模式的电源电路，主开关和相关功率器件载有大电流。用于连接这些器件的迹线具有与其厚度、宽度和长度相关的电阻。电流流经迹线时产生的热量不仅会降低效率，而且会使迹线的温度上升。为了限制温升，确保迹线宽度足以应对额定开关电流非常重要。
以下方程显示了温升与迹线横截面积之间的关系。
内部迹线：I=0.024×dT0.44×A0.725
外部迹线：I=0.048×dT0.444×A0.725
其中：I=最大电流(A)；dT=高于环境的温升(℃)；A=横截面积(mil2)。
表1显示了相对电流容量的最小迹线宽度。这是基于1oz/ft2 (35μm)铜箔在迹线温度升高20oC下的统计结果。

表1：外部迹线宽度与电流容量(20oC温升)。

对于用表贴器件设计的开关模式功率转换器应用而言，PCB上的铜面亦可用作功率器件的散热器。因传导电流引起的迹线温升应被降到最低。建议把迹线温升限制在5oC以下。
表2显示了相对电流容量的最小迹线宽度。这是基于1oz/ft2 (35μm)铜箔在迹线温度升高5oC下的统计结果。

表2：外部迹线宽度与电流容量(5oC温升)。（资源来自电子系统设计）