摘要:在电子设计领域,优化热回路布局设计对于提高开关电源的性能至关重要。等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)是影响热回路性能的两个关键参数。ESR和ESL不仅影响电源的效率,还关系到系统的稳定性和电磁兼容性。因此,通过有效的设计策略来最小化这些寄生参数,可
在电子设计领域,优化热回路布局设计对于提高开关电源的性能至关重要。等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)是影响热回路性能的两个关键参数。ESR和ESL不仅影响电源的效率,还关系到系统的稳定性和电磁兼容性。因此,通过有效的设计策略来最小化这些寄生参数,可以显著提升开关电源的整体性能。以下是一些布局设计中常见的注意点:
最小化PCB的ESR和ESL
对于功率转换器而言,寄生参数最小的热回路PCB布局能够改善能效比,降低电压振铃,并减少电磁干扰(EMI)。
优化解耦电容位置
解耦电容的位置对热回路的ESR和ESL有显著影响。实验表明,将解耦电容放置在μModule稳压器下方的底层可以提供最短的热回路路径,从而降低ESR和ESL。
调整功率FET的尺寸和位置
功率FET的布置和封装尺寸对热回路ESR和ESL也有重大影响。使用更小尺寸的MOSFET可以缩短回路长度,从而降低寄生阻抗。例如,将一个5 mm × 6 mm MOSFET替换为两个并联的3.3 mm × 3.3 mm MOSFET可以降低回路阻抗7%。
优化过孔布置
过孔的使用也会影响热回路的ESR和ESL。通过优化过孔的布局,可以减少热回路的物理长度,从而降低寄生阻抗。
利用接地层
在热回路层下方放置一个接地层可以产生涡流,感应出相反的磁场,相当于降低了回路阻抗,进一步降低热回路的ESR和ESL。
对称布置器件
在顶层和底层上以对称90°形状或180°形状布置较小尺寸的器件,可以获得最低的PCB ESR和ESL。
使用工具提取PCB寄生参数
准确提取热回路的ESR和ESL有助于预测开关性能并改进热回路设计。有一些工具可帮助用户提取PCB寄生参数,例如Ansys Q3D、FastHenry/FastCap、StarRC等。
来源:小丁论科技