À quoi servent les avions en cuivre dans une alimentation à découpage?

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Je cherche à inclure un convertisseur abaisseur pour alimenter un microcontrôleur 3,3 V, et j'ai utilisé Power Designer de TI pour générer une disposition recommandée pour mes paramètres.

J'ai remarqué que les avions en cuivre sont assez grands ici par rapport aux empreintes des composants impliqués. Je comprends l'intérêt d'avoir un avion pour le sol, car c'est un point de référence commun, mais pourquoi y a-t-il de si grandes surfaces pour les autres connexions? Est-ce pour dissiper la chaleur ou pour d'autres raisons? (Ou est-ce que je me méprends sur la lecture du diagramme?)

switch-mode-power-supply layout

— chrylis -on strike-
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Les grands avions en cuivre minimisent l'inductance, augmentent la gestion du courant et fonctionnent également comme dissipateur thermique. Ce qui est vrai pour les plans au sol l'est aussi pour les entrées et les sorties. Je veux dire, le sol n'est qu'un point de référence. Les signaux dans les convertisseurs commutés ont souvent de grandes pointes de courant et des arêtes vives. Il est alors essentiel de minimiser l'inductance et d'augmenter la capacité de gestion du courant.

— Bimpelrekkie

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Impédance de piste inférieure

Dans un régulateur à découpage, l'impédance de piste est très importante . Non seulement la résistance, mais aussi l'inductance, et les deux sont réduits lors de l'utilisation de pistes (ou avions) plus larges.

Dissipateur thermique

Un régulateur à découpage produit de la chaleur, qui doit être canalisée hors du composant. Le cuivre est un très bon conducteur de chaleur et est utilisé comme radiateur dans de nombreuses conceptions d'alimentation à découpage.

Problèmes de fabrication de PCB

Lors de la production de PCB, les fabricants demandent souvent qu'un certain pourcentage de chaque couche soit en cuivre. Il s'agit d'assurer une épaisseur uniforme sur l'ensemble du PCB dans la phase de placage, ainsi qu'une expansion et un retrait uniformes sous les variations de température.

— Sclrx
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Chaleur et faible impédance pour les trajets à courant élevé. Une partie de la surface du terrain sur cette carte peut être non critique, mais lorsque vous avez l'espace vide sur la carte, cela offre une petite marge de sécurité supplémentaire.

Ce n'est généralement pas une bonne idée de créer une grande surface terrestre pour le nœud de commutation (probablement en bas à droite de cette image, mais difficile à dire sans numéros de pièce / schéma / etc.) car les bords rapides sur le nœud de commutation peuvent être un Le problème EMI et la grande surface terrestre créent à la fois une antenne et couplent capacitivement (sp?) Le signal au plan de masse et éventuellement d'autres traces qui peuvent créer du bruit de sol.

— Dean Franks
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C'est le nœud de commutation, du moins si je comprends bien le schéma. La taille dans la disposition actuelle est-elle "grande" - devrait-elle être plus petite?

— chrylis -en grève-

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Cela dépend d'une analyse thermique complète, de la fréquence de fonctionnement du SMPS, des taux de montée et de descente sur l'interrupteur, du DCR de l'inductance et à haute fréquence des pertes de cœur entre autres. La conception SMPS n'est pas de la magie noire, mais elle est impliquée et nécessite une bonne formation en théorie formelle. C'est pourquoi TI et d'autres fournissent des outils de conception SMPS en ligne qui effectuent la plupart / la totalité de l'analyse pour vous.

— Dean Franks

Merci, je vais essayer d'aller avec la disposition standard, alors. J'ai juste assez d'E & M formel pour regarder ça, dire "hé, il y a de l'analogue complexe en cours!" et demandez à quelqu'un d'autre.

— chrylis -on strike-