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如何提高汽车电源的性能
当使用高频开关稳压器时,良好的汽车电源PCB布局可提供更整洁的输出,并简化EMI测试中的调试。本文以MAX16903 / MAX16904开关稳压器的设计为例,介绍如何对它们进行布线以获得最佳性能并减少辐射。
简介使用高频开关稳压器(例如MAX16903 / MAX16904)时,良好的汽车电源PCB布局可以提供更整洁的输出,并简化电磁干扰(EMI)测试中的调试。本文以MAX16903 / MAX16904开关稳压器设计为例,介绍优化系统性能的布局原理。
一般布局规则将输入电容器C3,电感器L1和输出电容器C2形成的环路面积保持在最小。将BIAS输出电容器(C4)放置在尽可能靠近第13引脚(BIAS)和第14引脚(GND)的位置,并且引脚与电容器之间不应有过孔。
这是IC的模拟电源输入。阴极线上的任何电感都会将噪声引入BIAS电源,从而增加LX输出的抖动。
使用尽可能短的导线。优化AC-DC电流路径为了尽可能减少电磁辐射,MAX16903 / MAX16904外围元件的布局非常关键。
电流跳变的路径称为交流路径,当开关为ON / OFF时发生。接通/断开开关(ON / OFF)后,电流路径中的电流为直流路径。
交流路径MAX16903同步DC-DC转换器的开关电流路径需要三个无源元件(C2,C3,L1),这三个元件对电磁辐射和器件性能都有很大的影响。图1和图2显示了ON和OFF周期的电流路径。
图3说明了出现最大di / dt的两条电流路径之间的差异。应优先考虑C3的布线,然后是L1和C2的布线。
图1. PMOS导通状态下的OUT2电流路径。图2. DMOS导通状态下的OUT2电流路径。
图3. OUT2交流路径差异。自举交流路径MAX16903 / MAX16904 DC-DC转换器使用高端DMOS管,要求在LX引脚(DMOS源)产生高于5V的电压。
为了产生该电压,需要在LX / BST引脚之间连接一个自举电容器(图4)。在DMOS的关断期间,5V BIAS稳压器为自举电容器C1充电; BIAS输出还为误差放大器供电。
因此,有必要尽可能保持干净的(低噪声)BIAS,以避免对误差放大器产生负面影响。保持C4和MAX16903 / MAX16904之间的电感尽可能小。
C4应尽可能靠近引脚14(GND)和13(BIAS)放置,且不增加过孔。图4.自举电容器的交流路径。