高密度dcdc转换器设计面临的那些挑战分析

在现如今这一竞争激烈的时期，设计产品工作人员面临的挑战是：不但重要跟同行业脚步，并且要维持领跑群英的影响力。这就对这些欲依靠多元化商品开展自主创新的系统开发工作人员指出了更好的规定。

自主创新的一种关键方式是应用密度高的设计方案。为发布团块总面积更小的解决方法，电气系统设计方案工作人员如今正集中化科学研究功率（一个功率转换器电源电路每企业总面积或容积的功率）的问题。

密度高的直流电/直流电（dcdc）转化器印刷线路板（pcb）合理布局最引人注目的案例涉及到输出功率级部件的置放和走线。用心的布置可与此同时提升电源开关特性、减少部件溫度并降低干扰信号（EMI）数据信号。请仔细观看图1中的输出级合理布局和电路原理图。

图1：四电源开关降血压-变压型转化器输出功率级合理布局和电路原理图

在小编来看，这种全是设计方案密度高的dcdc转化器时需面临的挑战：

部件技术性

部件技术性的发展是减少总体功能损耗的重要，特别是在在较高的电源开关工作频率下对过滤器微波感应器部件的规格减少也是尤为重要。比如，输出功率氢氧化物半导体材料场效晶体三极管（MOSFET）已应许了硅集成ic和封装形式层面的一致进度，在其中最特别注意的是选用了非常少发生生存状况的氮化镓（GaN）电力电子器件。此外，带磁部件的特性也取得了独立提高，尽管其速率很有可能落伍于功率半导体部件的性能增加速率。凭着操纵电子器件（IC）的慎重合理布局（集成化响应式栅压控制器挨近MOSFET），在许多状况下不用再用输出功率损耗油压缓冲器或栅压电阻部件开展开关节点工作电压变换速度的调节。

排热设计方案

尽管密度高的合理布局一般有益于提高变换高效率，但它很有可能会产生一个排热特性短板。要在更小的团块室内空间内完成同样功能损耗的念头越来越毫无根据。部件溫度飙升会使较高的设备故障率和稳定性问题更比较严重。把外观设计较超薄的输出功率MOSFET置放在pcb顶端（不容易被电感和电解法电力电容器等偏厚的部件遮蔽气旋）有利于根据热对流气旋提升排热特性。就图1中的转化器来讲，电感器器和电解法电容器器被特地放到了双层pcb的底端，由于假如放置顶端，他们会防碍热对流。

抗EMI特性

EMI合规是设计产品周期时间中的一个关键里程碑式。密度高的设计方案通常沒有是多少可用以EMI滤波器的室内空间。但严实的布置可改进辐射源发送情况，并对传输进去的影响造成更强的抵挡工作能力。2个基本上流程是：最大限度地降低乘载大di/dt电流量的环城路总面积（见图1中的乳白色电流量途径），并减缩具备高dv/dt工作电压的面积（见图1中的覆铜不规则图形SW1和SW2）。

密度高的pcb设计流程

显而易见，对电气系统设计方案工作人员而言，塑造和磨炼自身的pcb设计方案专业技能十分关键。虽然合理布局的岗位职责通常会授权委托给合理布局权威专家，但技术工程师仍担负着核查设计方案而且非正规的准许它的最后义务。

dcdc转化器pcb设计流程的主要流程是：

基本上流程

1. 挑选pcb构造和重叠标准。

2. 从电路原理图中找到大di/dt电流量环城路和高dv/dt工作电压连接点。

3. 开展输出功率级部件的格局和置放。

4. 置放操纵IC并进行操纵一部分合理布局。

5. 开展重要的追踪走线，包含MOSFET栅压推动、电流量检验和输出电压意见反馈。

6. 设计方案开关电源和接地装置（GND）层。

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