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InnoSwitch3-AQ 電源電路PCB元器件擺放和布局規則

 Power Integrations公司的InnoSwitch3-AQ適合汽車應用的集成750 V、900 V及1700 V開關和FluxLink反饋技術的恒壓/恒流準諧振反激式開關IC,在設計中無需使用散熱片,可在190VDC至450VDC的輸入范圍內實現超過94%的效率,為保證設計中在電磁干擾抗擾度、環境溫度性能、空間優化元件布局和電源壽命和可靠性方面更好的提升,特通過PCB元器件擺放和布局規則進行一下說明:

1、電氣間隙和爬電距離

根據IEC 60664-1/4計算爬電距離和電氣間隙要求,(1) 初級到初級的功能/基本絕緣;(2) 次級到初級的加強絕緣;(3) 應對節點之間具有高壓的所有節點進行爬電和間隙計算;(4) 確保根據目標應用環境考慮到污染程度、海拔高度和濕度;

2、控制元件:應盡可能靠近InnoSwitch3-AQ IC放置。應按照以下放置優先級進行放置:涉及(1) CBPP、CBPS、CFWD、CFB和CIS ;(2)RBIAS(在CBPP旁)、RFWD(在CFWD旁);(3) RFB_LOWER(在CFB旁)和RIS(在CIS旁);(4) RFB_UPPER、RFF和CFF 5) 初級和次級OV元件;

3、控制元件布線控制元件之間的布線盡量簡短,盡可能避免使用過孔;

4、輸入CMC使CMC的輸入和輸出節點盡可能遠離,以防止噪聲通過輸電線耦合;

5、輸入電容將輸入電容靠近變壓器和InnoSwitch3-AQ IC放置,以盡量減少初級環路面積;

6、緩沖器網絡將緩沖器元件靠近放置,以盡量減少初級緩沖器環路 面積;

7、偏置電壓元件將偏置元件(CBIASx、DBIAS)靠近變壓器偏置繞組引腳放置,盡量減少偏置環路面積;

8、 SR FET和輸出電容靠近次級變壓器引腳放置,盡量減少次級環路面積;

9、SR FET RC緩沖器放置在SR FET旁,最好位于同一層;

10、RSENSE和DIS放置RSENSE,讓其到RIS和CIS引腳的通路最短、最直接。DIS、CIS 和RIS盡可能靠近IS引腳;

11、高dv/dt節點對于以下高dv/dt節點,盡量減少鋪銅面積和走線長度:a) InnoSwitch3-AQ漏極。b) 從SR FET到RFWD的走線(使用低走線寬度);

12、高di/dt環路除了緊湊擺放元件之外,高di/dt回路的布線應減少回路所包圍的面積;

13、過孔通過過孔連接的信號,且需要在與信號原始GND平面不相鄰的層上繼續傳輸的信號,必須附有單獨的GND過孔。該過孔允許返回電流輕松傳輸到不同的GND平面或返回通路走線;

14、相互交叉的信號如果不可避免,則位于不同層且相互交叉的信號必須始終在其層之間有一個GND層。理想情況下,每個信號層都必須在相鄰層上有自己的GND層。

以上規則在設計電源布局時必須考慮,以免在電源設計中出現性能偏差。

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htwdb
LV.8
2
05-25 16:51

超過94%的效率,InnoSwitch3-AQ產品的性能指標是非常不錯的

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06-09 15:05

偏置元件(如電容CBIASx和二極管DBIAS)靠近變壓器偏置繞組引腳放置,主要是為了減少寄生效應,提高偏置電源的穩定性

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06-10 09:36

電源的PCB設計走線非常重要,哪些高壓強電、弱電、信號等等,是否有轉筒的軟件可以對于設計規則輔助管理?

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06-10 09:38
@方笑塵MK
偏置元件(如電容CBIASx和二極管DBIAS)靠近變壓器偏置繞組引腳放置,主要是為了減少寄生效應,提高偏置電源的穩定性

‌偏置電路常用的形式都有哪些?

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htwdb
LV.8
6
06-12 09:52
@ddgkss_131
‌偏置電路常用的形式都有哪些?

固定偏置電路、分壓式偏置電路、自偏置電路、電流源偏置、有源負載偏置、 零偏置、溫度補償偏置、動態偏置等

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only one
LV.8
7
06-22 23:33

根據IEC 60664-1/4計算爬電距離和電氣間隙要求,(1) 初級到初級的功能/基本絕緣;(2) 次級到初級的加強絕緣;(3) 應對節點之間具有高壓的所有節點進行爬電和間隙計算;(4) 確保根據目標應用環境考慮到污染程度、海拔高度和濕度;安規非常重要

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沈夜
LV.8
8
06-23 00:06

如何在190V至450V 輸入范圍內確保高94%效率?

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tanb006
LV.10
9
06-23 15:52

如果全都按以上規則,你會發現很多規則相互打架。以至于幾乎不可能滿足所有規則。

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tanb006
LV.10
10
06-25 14:17

除了以上規則,還可以立體式擺放。比如利用MOS的散熱板作為引出端,把RCD做到一塊小板上立在變壓器和MOS之間,可以使高尖峰電路遠離底板零件,從而減小對底板零件的干擾。

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htwdb
LV.8
11
06-27 08:08
@ddgkss_131
電源的PCB設計走線非常重要,哪些高壓強電、弱電、信號等等,是否有轉筒的軟件可以對于設計規則輔助管理?

前期可以使用 PI Expert(Power Integrations)生成初始布局建議

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htwdb
LV.8
12
06-27 08:09
@沈夜
如何在190V至450V輸入范圍內確保高94%效率?

交錯PFC可在寬電壓范圍保持>98%效率,LLC諧振變換器可實現全負載范圍ZVS/ZCS。

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htwdb
LV.8
13
06-27 08:11
@tanb006
除了以上規則,還可以立體式擺放。比如利用MOS的散熱板作為引出端,把RCD做到一塊小板上立在變壓器和MOS之間,可以使高尖峰電路遠離底板零件,從而減小對底板零件的干擾。

立體布局針對EMI抑制可以將高頻噪聲源(如開關節點)抬離主板,降低共模噪聲耦合(實測可減少6-8dB輻射)

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dy-mb2U9pBf
LV.8
14
06-29 18:58

InnoSwitch3-AQ很適合用于汽車應用的集成750 V、900 V及1700 V開關和FluxLink反饋技術的恒壓/恒流準諧振反激式開關。

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k6666
LV.10
15
07-08 10:41
@htwdb
交錯PFC可在寬電壓范圍保持>98%效率,LLC諧振變換器可實現全負載范圍ZVS/ZCS。

汽車級InnoSwitch3-AQ支持1700V SiC技術,滿足AEC-Q100標準,內置多重保護機制。

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旻旻旻
LV.8
16
07-19 11:44

初級緩沖環路如果遠離變壓器,容易把高頻尖峰通過雜散電容、磁場耦合到次級或控制地

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k6666
LV.10
17
09-08 17:09
@ddgkss_131
電源的PCB設計走線非常重要,哪些高壓強電、弱電、信號等等,是否有轉筒的軟件可以對于設計規則輔助管理?

 InnoSwitch3-AQ采用反激式變換器,可從高壓輸入提供兩個隔離的低壓輸出。

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旻旻旻
LV.8
18
09-08 20:24

布線的時候讓回流路徑永遠緊貼信號線,不把交叉點變成縫隙天線

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黑夜公爵
LV.10
19
09-11 21:36

連接在IS和次級接地引腳之間的外部電流檢測電阻用于調整恒流調節器模式下的輸出電流

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