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a.面封装型线性调整器的散热图案, h1 ]7 z+ S- W! {8 F
接着介绍输出电流1.0A 低饱和型线性调整器(linear regulator)散热图案设计技巧。三端子调整器构成组件非常少因此广被使用，图1 是由面封装型线性调整器NCP1117构成的降压电路；图2 是降压电路基板图案。8 p. E7 [+ d3 e: t6 B/ u) n
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4 {( S1 P$ d! s k$ Y图1 线性调节器构成的降压电路 图2 降压电路基板图案
; N1 _7 M; G: x `5 O& s, V, O 旁通电容器(bypass condenser) C1、C3 封装在半导体的输出入端子附近，NCP1117为面封装型半导体，使用电路基板图案作散热。图3 是NCP1117 的散热pattern 大小与容许电力－热阻抗的关系，例如输入8V，输出5V，输出电流400mA 时，半导体的损失利用输出、入的电压差(8V-5V=3V)，乘上输出电流后等于3V×0.4A=1.2W，根据图3 可知NCP1117 需要7mm正方以上的散热pad。直接与散热pad连接时，如果输出平滑电解电容C4的电路基板图案太宽时，热量会经由图案传导至电容器造成电解电容温度上升，所以散热pad 与C4的基板图案必需案配合输出电流，尽量降低导线图案的宽度。# [: M0 G7 v8 X
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图3 NCP1117的散热pattern大小与容许电力－热阻抗的关系
( f) N7 Y+ P) d. M# M/ H 同步整流step down converter BIC221C与控制电路，以及MOSFET驱动电路三者同时封装成一体，本电路的动作频率为300kHz，输入5V，输出2.5V/3A。图4(a)是step down converter电路图；图4(b)是BIC221C的内部方块图；图5(a)是电路基板组件面图案。如图4(b)所示，BIC221C内部方块图所示第4,6号脚架的GND，与第8 号脚架的P.GND1、第16 号脚架的P.GND2明确分隔，如果按照图4(a)电路图指示，直接描绘含盖上述脚架配线图案的话，可能会造成误动作与噪讯增加等后果，因此设计电路基板图案时，必需将第8号脚架的P.GND1、第16 号脚架的P,GND2 分开，避免第4,6 号脚架GND 大电流流动。具体方法如图5 所示，GND 的第4,6 号脚架在组件面连接，P.GND1 的第8 号脚架再与焊接面连接，大电流从C5 通过P.GND2 的第16 号脚架，再从Vout(11,12,13,14pin)通过L1 流入C5，P.GND1的第8号脚架从C1设置slit作连接，因此连接与第4,6 号脚架的GND 的图案不会有大电流流动。$ I! G, ^: K, W+ g4 O
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$ f7 z5 v. A1 P6 s+ n# g(a) 电路图
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! u: E o" a! D" q# m(b) BIC221C的内部方块图- D$ d: t" t& |4 C
图4 同步整流式step down converter BIC221C构成的step down converter
. i0 E. e& B" q3 t* w![]() * s ~$ P7 N' I- e2 P2 C
(a) 组件面
& B1 |) W2 N/ E+ v![]() . G$ ~# j. k7 v) o9 {
(b)焊接图1 M8 k3 y6 D% R( u
图5 2.5V/3.3A输出的DC-DC converter 电路基板图案' l& q- e! I5 {! v; L' k. r6 b
b. 光学耦合器构成的gate驱动电路基板图案9 }% q- ^: y: z2 x$ m
为避免控制电路遭受破坏，因此图6 将光学耦合器TLP351 与二极管构成的控制电路，以及功率MOSFET分离。( q% [1 ?# _$ H% e9 C
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图6 photo coupler 构成的gate驱动电路0 n. \6 F! Z' b; v2 u- @. H
图7 gate驱动电路的基板图案，光学耦合器的光学二极管单元属于电流驱动，光学晶体管与功率MOSFET 等gate 驱动单元则是电压驱动，所以光学耦合器封装在功率MOSFET 附近，此时必需避免光学二极管的正、负极的平行导线Ⓐ部位面积变大。
, B* L/ B3 P. U. E- A7 U& ?![]()
/ x+ Q" d# l! s9 |图7 gate驱动电路的基板图案7 t" C8 d6 v- G
c. 专用IC构成的gate驱动电路基板图案
" u, o4 ?) P% o7 h( e2 t IR2011 8pin驱动IC内嵌high side与low side的gate驱动电路，属于D 级audio增幅器与DC-DC converter 的gate驱动器。图8是专用IC的构成的gate驱动器电路；图9 是驱动电路的基板图案。
g c8 m; _3 R/ d: k9 ? 虽然设计上要求gate驱动IC尽量靠近功率MOSFET设置，远离功率MOSFET设置的场合，为避免high side的source电位波动，造成IC1 第4 脚架V5 的负电位波动，所以需将二极管D2设在gate驱动IC附近。此外为防止Tr1、Tr2误动作，因此source与gate的导线尽量邻接，此外控制信号的输入图案与COM图案两者必需平行设置。
9 Z0 _8 ]+ @4 N" R8 Y/ G% v, X$ E" `![]()
" h7 o( `/ ], o8 X/ ^. Z图8 专用IC的构成的gate驱动电路
7 h1 f7 q+ D+ Z![]()
8 t5 M. h7 V$ B C, F3 n图9 专用IC的构成的gate驱动电路的基板图案 |
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发表于 2009-11-7 16:22
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