Qual é o objetivo dos planos de cobre em uma fonte de alimentação comutada?

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Estou pensando em incluir um conversor buck para alimentar um microcontrolador de 3.3V e usei o Power Designer da TI para gerar um layout recomendado para meus parâmetros.

Notei que os aviões de cobre são bastante grandes aqui em comparação com as pegadas dos componentes envolvidos. Entendo o valor de ter um plano para o solo, já que é um ponto de referência comum, mas por que existem áreas tão grandes para as outras conexões? É por dissipação de calor ou por outro motivo? (Ou estou entendendo mal algo sobre como ler o diagrama?)

Layout de PCB gerado pelo Webench

switch-mode-power-supply layout chrylis -on strike-
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Os grandes planos de cobre minimizam a indutância, aumentam o manuseio de corrente e também funcionam como um dissipador de calor. O que é verdade para os planos de terra também é verdadeiro para as entradas e saídas. Quero dizer, o solo é apenas um ponto de referência. Os sinais nos conversores comutados geralmente têm grandes picos de corrente e bordas afiadas. É essencial minimizar a indutância e aumentar a capacidade de manuseio de corrente.
Bimpelrekkie 2/11

Respostas:

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Menor impedância da via

Em um regulador de comutação, a impedância da pista é muito importante . Não apenas a resistência, mas também a indutância, e ambas são reduzidas ao usar trilhos mais largos (ou planos).

Dissipador de calor

Um regulador de comutação produz calor, que deve ser canalizado para fora do componente. O cobre é um bom condutor de calor e é usado como radiador em muitos projetos de fonte de alimentação comutada.

Problemas de fabricação de PCB

Ao produzir PCBs, os fabricantes geralmente pedem que uma certa porcentagem de cada camada seja cobre. Isso garante uma espessura uniforme em toda a placa de circuito impresso na fase de galvanização, bem como uma expansão e contração uniforme sob variações de temperatura.

Sclrx
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Calor e baixa impedância para os caminhos de alta corrente. Uma parte da área deste tabuleiro pode não ser crítica, mas quando você tem o espaço vazio do tabuleiro, ele fornece uma margem de segurança extra.

Geralmente, não é uma boa ideia criar uma grande área de terra para o nó de comutação (provavelmente no canto inferior direito desta imagem, mas difícil de distinguir sem números de peça / esquema / etc) porque as arestas rápidas no nó de comutação podem ser uma O problema EMI e a grande área de terra cria uma antena e acopla capacitivamente (sp?) O sinal ao plano de terra e, possivelmente, outros traços que podem criar ruído de terra.

Dean Franks
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É o nó de comutação, pelo menos se eu entendi o esquema corretamente. O tamanho do layout atual é "grande" - deve ser menor?
usar o seguinte comando
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Isso depende de uma análise térmica abrangente, da frequência de operação do SMPS, da taxa de subida e descida no comutador, do DCR do indutor e, em alta frequência, das perdas do núcleo, entre outras coisas. O design do SMPS não é magia negra, mas está envolvido e requer uma boa formação em teoria formal. É por isso que a TI e outros fornecem ferramentas de design SMPS on-line que fazem a maior parte / toda a análise para você.
Dean Franks
Obrigado, tentarei seguir o layout pronto para uso. Eu tenho E&M formal suficiente para analisar isso, diga "ei, há analógico complexo acontecendo!" e pergunte a outra pessoa.
usar o seguinte comando