开关电源中铜层的用途是什么?


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我正在考虑包括一个降压转换器来为3.3V微控制器供电,并且我使用TI的Power Designer生成了建议的参数布局。

我注意到,与所涉及组件的占地面积相比,此处的铜平面相当大。由于这是一个共同的参考点,因此我了解为地面设置一个平面的价值,但是为什么其他连接区域会有这么大的面积?是出于散热还是其他原因?(或者我是否对如何阅读图表有误解?)

Webench生成的PCB布局


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较大的铜层最大程度地减小了电感,增加了电流处理能力,还可以用作散热器。接地平面的情况也适用于输入和输出。我的意思是,地面只是参考点。开关转换器中的信号通常具有大的电流尖峰和尖锐的边缘。然后,最小化电感和提高电流处理能力至关重要。
Bimpelrekkie

Answers:


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较低的走线阻抗

在开关稳压器,轨道阻抗重要很多。当使用更宽的走线(或平面)时,不仅电阻,而且电感都减小。

散热片

开关调节器会产生热量,必须将热量从组件中导出。铜是非常好的导热体,在许多开关模式电源设计中用作散热片。

PCB制造问题

在生产PCB时,制造商经常要求每一层的一定百分比为铜。这是为了确保在电镀阶段整个PCB上的厚度均匀,以及在温度变化时均匀地膨胀和收缩。


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高电流路径的热量和低阻抗。该板上的某些焊盘区域可能不是关键区域,但是当您有空的板空间时,它会提供一些额外的安全裕度。

通常,为交换节点创建较大的焊盘区域不是一个好主意(可能在此图像的右下方,但是如果没有部件号/示意图/等,则很难分辨出来),因为交换节点上的快速边缘可能是EMI问题以及较大的焊盘面积会产生天线,并且会以电容(sp?)的方式将信号耦合至接地层以及可能会产生接地噪声的其他走线。


至少在我正确理解原理图的情况下,它是交换节点。当前布局中的尺寸是否“大”(应该小些)?
克莱里斯-on

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这取决于全面的热分析,SMPS的工作频率,开关的上升和下降率,电感器的DCR以及高频下的铁损。SMPS设计不是不可思议的事情,但是它涉及并且需要形式理论方面的良好背景。这就是为什么TI和其他公司提供在线SMPS设计工具来为您完成大多数/所有分析的原因。
迪恩·弗兰克斯

谢谢,然后,我将尝试采用现成的布局。我只有足够的正式E&M来研究这个问题,说:“嘿,正在进行复杂的模拟!” 并问别人。
克莱里斯-on
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