3kVRMS 隔離式直流/直流模塊" />
ZHCSQ20A August 2023 – September 2023 UCC14130-Q1
PRODUCTION DATA
UCC1413x-Q1 集成隔離式電源解決方案可簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)并減少使用的電路板面積。UCC15241-Q1 沒有專用 EVM;但是,可以將 UCC15241-Q1 放置在 UCC14240EVM-052 上,并且應(yīng)使用相同的布局指南,因?yàn)樗鼈兙哂邢嗤囊_排列和功能(存在最大功率差異)。請(qǐng)遵循這些指南進(jìn)行正確的 PCB 布局,以便實(shí)現(xiàn)理想性能。為了實(shí)現(xiàn)熱性能良好的 PCB 設(shè)計(jì),推薦在外部層上使用 2 盎司銅的至少 4 層 PCB 層堆疊。
輸入電容器:
將 0.1μF 高頻旁路電容器 (C14) 盡可能靠近引腳 6、7 (VIN) 和引腳 8–18 (GNDP) 放置,并與 IC 位于 PCB 的同一側(cè)。0402 陶瓷 SMD 或更小尺寸是實(shí)現(xiàn)最佳布局所需的尺寸。請(qǐng)勿在旁路電容器和 IC 引腳之間放置任何過孔,以強(qiáng)制高頻電流通過電容器。
將大容量 VIN 電容器(C12、C13)盡可能靠近 0.1μF 高頻旁路電容器 (C14)、與之并聯(lián),并與 IC 位于 PCB 的同一側(cè)。
輸出電容:
將 0.1μF 高頻旁路電容器 (C7) 盡可能靠近引腳 28、29 (VDD) 和引腳 30、31 (VEE) 放置,并與 IC 位于 PCB 的同一側(cè)。0402 陶瓷 SMD 或更小尺寸是實(shí)現(xiàn)最佳布局所需的尺寸。請(qǐng)勿在旁路電容器和 IC 引腳之間放置任何過孔,以強(qiáng)制高頻電流通過電容器。
將大容量 VDD-VEE 電容器 (C8) 盡可能靠近 0.1μF 高頻旁路電容器 (C7)、與之并聯(lián),并與 IC 位于 PCB 的同一側(cè)。
圖 14-1 柵極驅(qū)動(dòng)器輸出電容器:COUT2 和 COUT3 是 Excel 計(jì)算器工具中引用的參考位號(hào)。COUT2 是 VDD-COM 之間的電容器,COUT3 是 COM-VEE 之間的電容器。COUT2 和 COUT3 是柵極驅(qū)動(dòng)器 IC 所需的電容器。正確選擇并放置 COUT2 和 COUT3 對(duì)于實(shí)現(xiàn) UCC1413x-Q1 和柵極驅(qū)動(dòng)器 IC 的出色性能至關(guān)重要。
COUT2 和 COUT3 應(yīng)放置在柵極驅(qū)動(dòng)器 IC 旁邊,以實(shí)現(xiàn)出色的去耦和柵極驅(qū)動(dòng)器開關(guān)性能
在 VDD-VEE 之間添加一個(gè) COUT1B,但與 COUT2 和 COUT3 并聯(lián)放置在柵極驅(qū)動(dòng)器上,這將減少所需的總電容,降低對(duì)電容器變化的敏感度,并允許使用更高的 RLIM 電阻值。
RLIM:將 RLIM (R3) 靠近引腳 32 放置,使其位于輸出電容分壓器的 COM 中點(diǎn)之間。R3 右側(cè)顯示的過孔布局連接到 COM。
圖 14-2 反饋:
VEEA(引腳 35)應(yīng)通過所有 PCB 層與 VEE 平面隔離,如下圖紅框所示。使用一個(gè)過孔直接連接到 FBVDD 和 FBVEE 低側(cè)電阻器和電容器(C15-16、R6-7),如 PCB 底部所示。
將反饋電阻器 (R4-7) 和 330pF 陶瓷電容器與低側(cè)電阻器 (R6-7) 并聯(lián)放置在 IC 附近,最好放置在 IC 的另一側(cè)(如 EVM 所示),或者放置在與 IC 靠近引腳 36 的同一層上。
頂層反饋電阻器應(yīng)放置在低側(cè)電阻器旁邊,兩個(gè)電阻器之間具有較短的直接連接,并具有與 FBVDD 的單一連接。用于檢測穩(wěn)壓軌 (VDD-VEE) 的頂部連接應(yīng)進(jìn)行布線并連接到柵極驅(qū)動(dòng)器引腳附近的 VDD 偏置電容器遠(yuǎn)程位置,以便獲得出色的精度和瞬態(tài)響應(yīng)。
頂層反饋電阻器應(yīng)放置在低側(cè)電阻器旁邊,兩個(gè)電阻器之間具有較短的直接連接,并具有與 FBVEE 的單一連接;而用于檢測穩(wěn)壓軌 (COM-VEE) 的頂部連接應(yīng)進(jìn)行布線并連接到柵極驅(qū)動(dòng)器引腳附近的 COM 偏置電容器遠(yuǎn)程位置,以便獲得出色的精度和瞬態(tài)響應(yīng)。
圖 14-3 散熱通孔:UCC1413x-Q1 內(nèi)部變壓器直接連接到引線框。因此,如以下步驟所述,為 PCB 設(shè)計(jì)提供足夠的空間和適當(dāng)?shù)纳嶂陵P(guān)重要。
TI 建議通過多個(gè)通孔將 VIN、GNDP、VDD 和 VEE 引腳連接到內(nèi)部接地平面或電源平面。或者,使連接到這些引腳的多邊形盡可能寬。
使用多個(gè)散熱過孔將 PCB 頂層 GNDP 銅連接到底部 GNDP 銅。如果可能,建議在外部頂部和底部 PCB 層上使用 2 盎司銅。
使用多個(gè)散熱過孔將 PCB 頂層 VEE 銅連接到底部 VEE 銅。如果可能,建議在外部頂部和底部 PCB 層上使用 2 盎司銅。
連接頂部和底部銅的散熱過孔也可以連接到內(nèi)部銅層,以進(jìn)一步改善散熱效果。
散熱過孔類似于下圖所示,但應(yīng)在覆銅區(qū)允許的范圍內(nèi)盡可能多地使用散熱過孔。UCC14240EVM-052 使用大約 220mil x 350mil 的散熱過孔陣列(GNDP 初級(jí)側(cè) 48 個(gè)散熱過孔,VEE 次級(jí)側(cè) 54 個(gè)散熱過孔)。散熱過孔直徑為 30mil,孔大小為 12mil。
圖 14-4
圖 14-5 如圖 14-6 中所示,對(duì)于過孔數(shù)量和散熱過孔陣列的尺寸,存在一個(gè)增益遞減點(diǎn)。對(duì)于 1.5W 的輸出功率,熱傳遞在 C12 和 C8 之外迅速減弱。U1 到 C12 的內(nèi)部焊盤線的距離為 320mil。
圖 14-6 熱像圖爬電間隙:避免在 UCC1413x-Q1 下連接銅線,以保持?jǐn)?shù)據(jù)表中指明的完整爬電距離、間隙和增強(qiáng)電壓隔離額定值。在整個(gè)定義的隔離柵中,保持以紅色突出顯示的間隙寬度。
圖 14-7 柵極驅(qū)動(dòng)器電容器和反饋布線:
UCC142401EVM-052 上安裝了 VDD-COM 和 VEE-COM 電容器,但這些電容器需要盡可能靠近相關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)器引腳放置。
為了更好地調(diào)節(jié)電壓,COM (COM FB) 和 VDD (VDD FB) 的反饋布線應(yīng)盡可能直接,以便直接在柵極驅(qū)動(dòng)器 IC 附近的 VDD 和 COM 電容器處檢測電壓反饋。
圖 14-8