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[PCB] 答题 | 实例解析说压降

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x
上期话题  B/ C1 p( k6 L
实例解析说压降
+ s" O0 ?) b2 m2 R- U2 \【文:刘为霞】/ G# |* x; X$ `+ y/ ^1 ]  l8 Y

% a2 n# ^) f! ]( F! f(戳标题,即可查看上期文章回顾)3 T8 n* Q8 \/ c( ]
问答如果大家遇到100A以上的大电流电源,有哪些设计注意事项呢?
+ ]5 ?, b+ O! t. i1 j这种大电流的电源,现在很多板子上都比较常见了,尤其是一些FPGA的core电源,设计注意事项主要是以下几点:
8 I) j- V2 V5 u- X+ D7 r( D
" \0 ?! j2 i% E0 G9 f! P6 j5 W6 i7 g2 U* V9 q' l+ Q3 J- ]
1、考虑铜厚及铜皮宽度,这涉及到电流密度问题,对于电热会有比较大的影响。建议铜皮多层处理,尤其是处理BGA的时候,这样可以避免BGA中部分地方电流密度过大;
0 o, {, s  J) K6 b
8 n$ v) Z" y8 J3 x. h! j/ m
) d7 M; ^& f5 I& O, T5 {1 j2、过孔载流,类似这种大电源电流,过孔不建议用常规的8mil或者10mil的过孔,建议选择12mil或者是16mil的过孔,这样的话,过孔的寿命可以有所保证;* C  c/ [& u, O* `) p# G/ J4 D
" D8 ?0 z+ J$ `8 B

" }7 ~# y" H! {) K3 V/ ^% q8 H7 Y3、反馈设计,这个在大电流电源是必须存在的,电流越大,直流电阻导致的压降越大。
" e5 B- y* @' ]/ W# R
, X! g4 w6 E) V) b' S$ z5 b5 E. Z' j7 v' S1 F% G, f
4、合理布局,回路尽量短,减少路径上的电阻。
+ T& j- P$ J9 U; \- j, `% i' {5 t& k# ?$ X' B: v! a1 }6 @
. @+ C+ ?& b0 J) R
5、合理配置电容容值,可以有比较理想的纹波。
! s- Z) t/ A7 ^" _' Y3 s, N0 R/ ?1 j: n1 B9 _, }

! {% h) w% @, t) Q; D) U& A6、考虑温升和风扇的影响,这种大电流的情况,建议仿真处理。! ?5 J6 K! z+ S' b& a8 r5 t- \

( R$ s1 O" U+ d* V" Y2 g* Z& O) ~. q
" C1 K1 B, L1 |5 T; y; u; W7 ~: |% n/ \6 t

, h1 S& r  Y( l(以下内容选自部分网友答题)
8 y8 Q8 k$ `. G3 [; y' C! U1,采用多路输入,多路输出时,注意因直流电阻造成的各路电压,电流不同的问题。7 r0 j* X" {/ M& @
2,注意需要散热,注意载流能力+ w9 p* [7 N# K2 [5 `8 Y  C
3,注意需要采用仿真软件仿真验证   
# e$ o9 |& t- Q7 X: r7 P; b2 J9 B2 Z@ Ben
% u& ?7 q  d( G. B评分:3分9 U* U6 M& l4 t9 h( V7 b; U6 Z- ^
首先要考虑铜厚了,甚至是加入汇流条辅助。再考虑合理可行的布局,如果要换层更要对过孔特别小心。不要忽视了散热的需求,以及不同温度下的载流能力问题。要关注同平面的压差问题,一定要仿真啊!   
- M- ]7 y7 X+ b0 l# P@  杆
; [; ~7 `! V8 J评分:3分: a9 u% B+ K6 o- K3 k, z
按照layout  guide设计,必要时使用电源仿真手段。但我们设计时还需要注意以下方面,细节决定成败:【1】、大电流通道滤波电路孔的位置和数量要合理;【2】、输入输出地的铺铜共地连接;采样电路避免受干扰;【3】、输入输出滤波:注意到电源平面的过孔数目和位置,在滤波电容之后。【4】、芯片模拟地与大电流地的区分与单点相连,【5】、芯片的散热、电源控制芯片、MOS管等元器件处理,大电流、电压反馈等细节我们需要特别注意!【6】、模拟地,与大电流地分开,单点接地。【7】输入输出回路尽量小满足载流且满足共地。尽量粗短,一般用铺铜实现,考虑大电流通道。【8】输入输出的地:用大铜皮连接到一起,多打地孔到平面【9】、控制电路的采样:模拟信号,采样点在输出滤波之后,电流采样和电压采样,布成差分线紧耦合形式,采样线尽量短,减小受干扰的空间。【10】、控制电路的调制输出:模拟信号,不要在开关管下走长线,远离大电流的电源和地等区域。   
7 m7 i  M0 A6 N, I@ 龍鳳呈祥3 ?4 x; k: @# j* {7 e5 r( W! c; B
评分:3分
* `+ m' p* V/ b& U4 M1、采用多层铺铜。2、电源层之间尽量多打过孔。3、有必要的话加大铜厚。4、一定要软件仿真。    $ L) P# U# H; Y  E5 [- f
@ 涌
3 ]! c7 [* l  I( I- S2 R评分:3分3 @: ]. O3 D# p! ~* M
没有做过100A的板子,我觉得从叠层上考虑的话,一是铜厚的选择,选择厚的铜箔,二是电源层数的确定,再者就是考虑电源走表层(满足安全性为前提)。从布线角度考虑,肯定要加宽铜箔,另外可以利用反馈线来减小压降的影响。最后,最好是通过仿真来验证。    " f- Q" J( f( Y% u) E
@ 绝对零度, l. L5 u$ }. B3 ?
评分:3分
; f1 n, P# H5 C% ^: L4 _7 {' t3 O阳春三月,繁华似锦。祝贺杭沪技术研讨会成功举办,感谢朋友们精心准备和辛勤付出。由于平时画图中没有遇到超过10A的电源,100A以上的大电流板只能照猫画虎,以小类大了。1.接口的电源和地管脚要足够多,以满足电流需求。不用连接器,采用线缆一头与板焊接,一头是接触牢固的航空插头与其它电源连接。2.线路板,叠层时采用厚铜板(知道有限,简单定性不懂定量)。考虑散热问题,LED板上的铝补强板就挺好。3.换层过孔,大小参考板厂的厚径比数据,个数和位置通过直流仿真来决定。   
, w2 D( X6 ^1 n! E6 d@ 山水江南& y" n1 j/ c) s0 Z. N' {
评分:3分# R4 f, K0 a$ y+ k) E: w# {; ?1 B
1.首先电源通流能力要好好计算了,必须得仿真了. D" {) `8 s. Q6 Y2 U( @/ y$ T5 h
2.VRM和SINK的布局需要合理布局了,不然就会出现例子中出现的问题
, d2 `$ c& f( B) V! N0 a; |& J3.100A的电源,压降以及路径上的热需考虑了,路径尽可能短和加散热器是常用方法
3 A. P. [. o4 g# S( N) I7 n4.加铜条辅助通流也是一些产品中见到的设计    " V: ~4 `, y+ k6 u6 ]
@ GFY+ z- V! I# J+ K% z/ }* o; U
评分:3分7 O! I3 S; ^; Z( X* t& ~/ r* r' |: d
保证足够的安规距离(如有必要中间挖槽),调整好各层的介质厚度,加厚铜厚,其次在表层沿着大电流的铜箔上面开窗加厚焊锡,还要焊接一条粗铜丝(例如16平方mm以上的),使用多个大过孔,过孔中间也焊接一铜柱或者用焊锡填满。还要充分考虑散热,PCB对称等因素。    8 i! }) E; Q- j7 _4 E) \3 c9 B) c+ ^
@ Jamie4 H3 a1 v) o. b. j2 U; p: J
评分:3分& n( `$ C" Q, ]+ O5 O% Y
1,注意铜薄厚度,走电源平面而非粗线;4 j# S4 ^" o7 o- h# n
2,打孔注意通流能力,负载与电源之间的距离尽量短;; K2 `  c5 a# }; x6 c. u1 z$ x
3,散热效果要注意,以免过热造成异常;- k0 R! z$ C* L. G. j
4,多相电源控制的选择是必须的,有必要做下仿真?;  h/ Q$ w. z8 r" C$ Y+ X
5,电源输出走线上串接器件的寄生电阻值大小要考虑;   
5 o! u6 V( d3 k@ hk
' l( u: Q( G: {  e  i1 w评分:3分& E) ^, V& I& v2 J
1,注意仿真验证,不会仿真就找高速先生;2,注意功耗,发热,压降;3,注意应用场景,考虑短路等安全保护功能   
/ ^, Q4 @2 l5 f4 d@ 欧阳. w$ U8 H9 Y/ a( `
评分:3分
' {; N  |7 w6 `5 B一、铜厚的选择,选择厚的铜箔二、是要注意电流分布,不要全部大电流的挤在一块,注意热的散热通道三、通过仿真来验证确保电流密度   
+ e2 W# r) C. A+ N: `3 h@ moody- E0 y( P' X$ o% s5 ]& {3 [
评分:3分
2 o; H# h9 i$ M0 |/ D更多精彩留言,请点击左下角原文阅读~
4 O7 i# [* Z6 Y( a6 c, F% h查看我的积分,回复关键词“2019积分”;4 m7 S; Y; E. Y1 _# h6 [' Y
看看我能兑换什么礼物,回复关键词“积分商城”;
# j( x" [- E+ e. b5 C2018年积分累计已截止,兑换截止时间为:2019年3月31日
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