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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.9
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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