реклама на сайте
подробности

 
 
2 страниц V   1 2 >  
Reply to this topicStart new topic
> Трассировка buck преобразователя., Как пустить обратные токи?
Sh@dow
сообщение Jan 22 2014, 13:14
Сообщение #1


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 107
Регистрация: 12-03-07
Пользователь №: 26 065



Трассирую DCDC buck преобразователь.
По стандартной схеме. Контроллер управляет драйвером транзисторов. Транзисторы коммутируют индуктивность.
Вот как выглядит трассировка в промежуточной стадии.



Плата двухслойная. Показан верхний слой. Нихний слой планируется под землю.
Сдесь показана только силовая часть и драйвер транзисторов.
Внизу разьем питания. +5 для драйвера. Земля. +12 для транзисторов.
Выше идут верхние транзисторы потом нижние. По два в каждом плече. Вверху слой земли с переходными отверстиями.

Мне непонятно нужен ли участок помеченный овалом?
При таком раскладе обратные токи с верхнего транзистора пойдут не только через переходные отверстия но и через землю драйвера и создадут падение напряжения.
Не лучше ли выкинуть этот участок? Тогда ток с транзисторов верних пойдет гарантированно по земле. А обратный ток драйвера тоже пойдет по земле.
Управляющий сигнал нижнего транзистора берется от земли. А рекомендуют возвратный ток пускать как можно ближе к подаче для снижения инжуктивности.
Потому я и провел землю от драйвера к вернему транзистору. Если выкинуть обведенным овалом участок то обратный ток сигнала драйвера пойдет по нижнему слою.
Какой вариант лучше?

Go to the top of the page
 
+Quote Post
Plain
сообщение Jan 22 2014, 13:28
Сообщение #2


Гуру
******

Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710



Лучше провода покороче, т.е. повернуть все ключи на 90°, поставить в одну линию, а драйвер между ними.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Sh@dow
сообщение Jan 22 2014, 13:45
Сообщение #3


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 107
Регистрация: 12-03-07
Пользователь №: 26 065



Цитата(Plain @ Jan 22 2014, 16:28) *
Лучше провода покороче, т.е. повернуть все ключи на 90°, поставить в одну линию, а драйвер между ними.


Поразному пробывал только этот самый подходящий вариант. Вот только с обратным током управляющего сигнала не ясно как его пустить. По нижнему слою или по верхнему?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Plain
сообщение Jan 22 2014, 13:53
Сообщение #4


Гуру
******

Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710



Красота узора здесь дело десятое. Длина силовых линий в идеале должны быть ноль, к силовому конденсатору питания, кстати, это относится в первейшую очередь, а у Вас на него даже ни намёка. Посмотрите разводки аналогичных схем.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Sh@dow
сообщение Jan 22 2014, 14:43
Сообщение #5


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 107
Регистрация: 12-03-07
Пользователь №: 26 065



Цитата(Plain @ Jan 22 2014, 16:53) *
Красота узора здесь дело десятое. Длина силовых линий в идеале должны быть ноль, к силовому конденсатору питания, кстати, это относится в первейшую очередь, а у Вас на него даже ни намёка. Посмотрите разводки аналогичных схем.


Из руководства по разводке для контроллера я взял этот вариант:



Понимаю что надо ближе расположить все компоненты.
А вот с обраным током драйвера не понятно.

Не понял про разворот на 90. Если на одной линии то размер общей площади (транзисторы и индуктивность) будет больше.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Plain
сообщение Jan 22 2014, 21:19
Сообщение #6


Гуру
******

Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710



Цитата(Sh@dow @ Jan 22 2014, 17:43) *
Из руководства по разводке для контроллера я взял этот вариант:

В реале пока не видно.

Цитата
А вот с обраным током драйвера не понятно.

Такого не должно быть вообще, силовые пути должны быть однозначно определены и разделены.

Цитата
Не понял про разворот на 90. Если на одной линии то размер общей площади (транзисторы и индуктивность) будет больше.

Как раз сейчас-то у Вас две именно таких линии, а 4 ключа вообще лучше класть не иначе, кроме как вокруг силового конденсатора — в приведённой Вами картинке из AN136 как раз так и сделано. И ещё попутно совет — поменяйте на приведённом примере полярность, чтобы в центре был общий.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Bludger
сообщение Jan 23 2014, 04:27
Сообщение #7


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904



Основной принцип - минимальная площадь контура плюс входного конденсатора - верхний ключ - нижний ключ - минус входного конденсатора. А так же управление верхним ключом - цепь от драйвера до стока должна идти отдельно от силовой цепи. А вот контур с дросселем уже не так критичен - ток в нем относительно плавный.
Рекомендую глянуть на PowerBlock/PowerStage от TI, разблюдовка у нихнастолько удачная, что входной конденсатор ставится буквально в миллиметре от стока верхнего ключа и истока нижнего (ну да TI) всегда понимает толк в таких вещах).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
wim
сообщение Jan 23 2014, 09:15
Сообщение #8


рядовой
******

Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713



Цитата(Bludger @ Jan 23 2014, 07:27) *
контур с дросселем уже не так критичен - ток в нем относительно плавный.
Так у дросселя нет своего контура. Есть два контура коммутации - через верхний ключ в первом интервале и через нижний ключ во втором. В обоих контурах протекают импульсные токи с крутыми фронтами, которые и создают помехи. Минимизировать нужно суммарное изменение магнитного потока за период коммутации. Т.е. нужно направлять токи в контурах коммутации в одну сторону и минимизировать разность их площадей.
Однако, то, что задумал ТС, реализовать на двусторонней плате будет проблематично.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Sh@dow
сообщение Jan 23 2014, 10:31
Сообщение #9


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 107
Регистрация: 12-03-07
Пользователь №: 26 065



Вот расставил по новому.



Проблема в том что транзисторов у меня по два в каждом плече. Поэтому я разместил нижний транзистор по разные стороны от катушки чтоб каждый замыкался с верхним через конденсатор.
Драйвер поставил справа вверху. Далековато получается до левого транзистора. Думаю управляющие сделать на нижнем слое.
Как такое расположение?

>>Рекомендую глянуть на PowerBlock/PowerStage от TI, разблюдовка у нихнастолько удачная

Это для конкретных микросхем или общие рекомендации? Не могу найти пока.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Bludger
сообщение Jan 23 2014, 11:45
Сообщение #10


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904



Цитата
Есть два контура коммутации - через верхний ключ в первом интервале и через нижний ключ во втором. В обоих контурах протекают импульсные токи с крутыми фронтами, которые и создают помехи.


Как раз через дроссель ток с крутыми фронтами протекать не может - это же дроссель! Крутые фронты именно во входном контуре - когда мы резко переключаем ток дросселя из входного конденсатора через верхний ключ на землю через нижний. А в самом дросселе, и в выходном конденсаторе ток плавненький, треугольненький, и там уже всякой высокочастотной дряни не возникает (ну, разве только что через паразитную емкость дросселя). Поэтому выходную часть Buck можно оттаскивать в сторону. То есть конфигурация земли: минус входного конденсатора коротким отдельным полигоном соединен с истоком нижнего ключа, и исток прибивается кучей дырок к общему земляному полигону. А выходной конденсатор к этому земляному полигону может быть прибит уже относительно далеко (далеко - по понятиям силовой электроники разумеется).

Цитата
Это для конкретных микросхем или общие рекомендации? Не могу найти пока.


TI сделел транзисторные сборочки специально для применения типа 12V->1V, есть и с драйвером на борту, и без оного. Так вот, у них выводы расположены "правильным" образом, контакты стока верхнего ключа и истока нижнего - аккурат на расстоянии конденсатора 1206/1210. То есть встает все просто идеально - исток нижнего ключа прибивается к земляному полигону прям под медным пятаком сборки (что бы тепло отводить), тут же входной конденсатор, а минус выходного конденсатора прививается к земле уже в другом месте. Таким образом "рваный" входной ток на выход никак не проникает. Вообще, сборочки явно правильные - 12В->1.5В при 15А на фазу с КПД 91,7% - явно смотрится.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Sh@dow
сообщение Jan 23 2014, 12:22
Сообщение #11


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 107
Регистрация: 12-03-07
Пользователь №: 26 065



Цитата(Bludger @ Jan 23 2014, 14:45) *
TI сделел транзисторные сборочки специально для применения типа 12V->1V, есть и с драйвером на борту, и без оного.


Вы наверно имеете ввиду такое расположение (взято с TI):



Я рассматривал такой вариант.
Меня напрягло что транзисторов то у меня по два в плече. Как их разместить?
Я думал вот так:



Но тогда входной конденсатор расположен близко только к одной паре транзисторов.

Сообщение отредактировал Herz - Jan 24 2014, 09:18
Причина редактирования: Избыточное цитирование
Go to the top of the page
 
+Quote Post
wim
сообщение Jan 23 2014, 12:40
Сообщение #12


рядовой
******

Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713



Цитата(Bludger @ Jan 23 2014, 14:45) *
Как раз через дроссель ток с крутыми фронтами протекать не может - это же дроссель! Крутые фронты именно во входном контуре - когда мы резко переключаем ток дросселя из входного конденсатора через верхний ключ на землю через нижний. А в самом дросселе, и в выходном конденсаторе ток плавненький, треугольненький, и там уже всякой высокочастотной дряни не возникает (ну, разве только что через паразитную емкость дросселя).
Так вот этот плавненький ток дросселя коммутируется верхним ключом к источнику питания, а нижним ключом на землю. В итоге мы получаем два контура коммутации с резким изменением тока в каждом из них.

Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Plain
сообщение Jan 23 2014, 19:16
Сообщение #13


Гуру
******

Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710



Цитата(Sh@dow @ Jan 23 2014, 13:31) *
расставил по новому ... Как такое расположение?

К чему оно нам, мы вроде как обсуждаем разводку, а именно, минимализм длин линий, которых у Вас здесь нет ни одной, не говоря о том, что в центре снова почему-то совсем не то, что ожидалось увидеть.

Сообщение отредактировал Plain - Jan 23 2014, 19:16
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Bludger
сообщение Jan 24 2014, 07:26
Сообщение #14


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904



Вообще то последний вариант имеет право на существование, я бы только выходные конденсаторы не на полигон с входной цепью положил, а соеденил бы через полигон на противоположной стороне платы.
Вообще, лучше задачу решать комплексно - Вы ставите по два параллельно транзистора в каждом плече. Может, лучше сделать две фазы? Оно и разляжется лучше, и по пульсациям все станет гораздо приятнее. Ну, или транзисторы пооптимизировать, наверняка можно наверху подобрать одинарный ключ, тем более, что там не так важно сопротивление канала, как скорость переключения.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Plain
сообщение Jan 24 2014, 08:11
Сообщение #15


Гуру
******

Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710



Цитата(Bludger @ Jan 24 2014, 10:26) *
Может, лучше сделать две фазы?

Они уже есть, здесь начало.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

2 страниц V   1 2 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 18th July 2025 - 12:23
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01466 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016