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整合pcb布局让转换器性能升级

更新时间:2013年06月05日

    一个出色的印制电路板(PCB)布局可以获得最佳的系统性能。相反,如果PCB设计不当,就可能对控制电路产生太多噪声而影响系统的稳定性,或者因为在PCB迹线上产生过多损耗而影响系统效率,亦或是造成过多的电磁干扰而影响系统的兼容性。所以,对于开关模式转换器而言,优化pcb布局至关重要。  
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。
整合pcb布局让转换器性能升级
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。
整合pcb布局让转换器性能升级
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)