Apa tujuan pesawat tembaga dalam catu daya switching?

13

Saya sedang melihat termasuk konverter uang untuk menyalakan mikrokontroler 3.3V, dan saya menggunakan Desainer Daya TI untuk menghasilkan tata letak yang disarankan untuk parameter saya.

Saya perhatikan bahwa pesawat tembaga cukup besar di sini dibandingkan dengan jejak kaki komponen yang terlibat. Saya mengerti nilai memiliki pesawat untuk tanah, karena itu adalah titik referensi umum, tetapi mengapa ada area yang luas untuk koneksi lainnya? Apakah karena disipasi panas, atau alasan lain? (Atau apakah saya salah paham tentang cara membaca diagram?)

Tata letak PCB yang dihasilkan oleh Webench

switch-mode-power-supply layout chrylis -on strike-
sumber
5
Pesawat tembaga besar meminimalkan induktansi, meningkatkan penanganan saat ini dan juga berfungsi sebagai heatsink. Apa yang benar untuk pesawat darat juga berlaku untuk in dan output. Maksud saya, ground hanyalah titik referensi. Sinyal pada konverter yang diaktifkan seringkali memiliki lonjakan arus yang besar dan tepi yang tajam. Maka meminimalkan induktansi dan meningkatkan kemampuan penanganan saat ini sangat penting.
Bimpelrekkie

Jawaban:

19

Impedansi track yang lebih rendah

Dalam switching regulator, impedansi jalur penting banyak . Tidak hanya hambatan, tetapi juga induktansi, dan keduanya berkurang saat menggunakan trek yang lebih luas (atau pesawat).

Heatsinking

Regulator switching menghasilkan panas, yang harus disalurkan dari komponen. Tembaga adalah konduktor panas yang sangat baik dan digunakan sebagai radiator dalam banyak mode desain catu daya yang diaktifkan.

Masalah pembuatan PCB

Saat memproduksi PCB, pabrikan sering meminta persentase tertentu dari setiap lapisan menjadi tembaga. Hal ini untuk memastikan ketebalan yang merata pada seluruh PCB dalam fase pelapisan, serta ekspansi seragam dan menyusut di bawah variasi suhu.

Sclrx
sumber
11

Panas dan impedansi rendah untuk jalur arus tinggi. Beberapa area tanah di papan ini mungkin tidak kritis tetapi ketika Anda memiliki ruang papan kosong itu memberikan sedikit margin keselamatan tambahan.

Pada umumnya bukan ide yang baik untuk membuat area lahan yang luas untuk node switching (mungkin di kanan bawah gambar ini, tetapi sulit untuk mengetahui tanpa nomor bagian / skema / dll) karena tepi cepat pada node switching dapat menjadi Masalah EMI dan luas lahan yang besar menciptakan antena dan kapasitif (sp?) Memasangkan sinyal ke bidang tanah dan kemungkinan jejak lain yang dapat menciptakan kebisingan di tanah.

Dean Franks
sumber
Ini adalah simpul switching, setidaknya jika saya memahami skema dengan benar. Apakah ukuran dalam tata letak saat ini "besar" - haruskah itu lebih kecil?
chrylis -pada mogok-
1
Itu tergantung pada analisis termal yang komprehensif, frekuensi operasi SMPS, naik turunnya sakelar, DCR induktor dan pada frekuensi tinggi kerugian inti antara lain. Desain SMPS bukanlah ilmu hitam, tetapi terlibat dan membutuhkan latar belakang yang baik dalam teori formal. Itulah sebabnya TI dan lainnya menyediakan alat desain SMPS online yang melakukan sebagian besar / semua analisis untuk Anda.
Dean Franks
Terima kasih, saya akan mencoba untuk pergi dengan tata letak off-the-shelf, kalau begitu. Saya memiliki E&M formal yang cukup untuk melihat ini, katakan "hei, ada analog kompleks yang terjadi!" dan bertanya pada orang lain.
chrylis -pada mogok-