Implementación de la solución WEBENCH de Texas Instruments para el convertidor Buck en un diseño de PCB existente

Question

He utilizado la solución WEBENCH de TI para el diseño del convertidor buck. He introducido mis requisitos: tensión de entrada 12 - 15V, tensión de salida 5V a 1,5A. He escogido el TPS563219 que me da una eficiencia del 95% y un buen coste BOM.

La razón por la que utilizo la herramienta WEBENCH es que no estoy familiarizado con el diseño de convertidores de bucle y la herramienta me da como resultado el diseño de la placa de circuito impreso, lo que está muy bien. Mi pregunta es, ¿cómo implementar ese diseño en mi PCB existente? Este es un ejemplo de salida:

• la placa de circuito impreso es mucho más grande de lo que requiere el diseño. ¿Puedo reducirla?
• Necesito implementar este diseño en otro PCB más grande. ¿Debo copiarlo y fusionar los polígonos del suelo?
• para VOUT, ¿debo añadir trazas que salgan del polígono VOUT y utilizar esa traza para alimentar el sistema? ¿En ese caso VOUT realmente necesita ese polígono tan grande?
• La parte trasera de la PCB, ¿requiere ese gran polígono de tierra o puede estar poblada de otros componentes/trazas?
• ¿El VIN también requiere de un polígono o se puede conectar más estrechamente al pin VIN del switcher (pero usando una traza lo suficientemente gruesa, por supuesto)

Gracias.

Answer 1

En lugar de utilizar el diseño de la placa de circuito impreso de WEBENCH, yo seguiría las directrices de diseño que se encuentran en el hoja de datos y, en menor medida, el diseño utilizado por el módulo de evaluación .

Para responder a sus preguntas:

1. la placa de circuito impreso es mucho más grande de lo que requiere el diseño. ¿Puedo reducirla?

Sí. No tengo ni idea de por qué TI lo muestra tan grande. Por lo general, hay que procurar que todas las líneas sean lo más cortas posible, pero las líneas de alimentación que conectan el inductor y las cápsulas de entrada y salida deben ser bastante anchas o, mejor aún, utilizar pequeños polígonos para conectar los componentes.

2. Necesito implementar este diseño en otro PCB más grande. ¿Debo copiarlo y fusionar los polígonos de tierra?

No. No lo copies, puedes diseñar un diseño mejor. Es discutible si debes fusionar el polígono del suelo con el suelo de tu sistema. Yo lo haría, porque siempre quiero que la tierra sea lo mejor posible. Otros pueden no estar de acuerdo y prefieren mantener las tierras separadas y sólo conectarlas en un punto. Esto puede tener sentido si tienes algún circuito analógico muy sensible en la placa.

3. para VOUT, ¿debo añadir trazas que salgan del polígono VOUT y utilizar esa traza para alimentar el sistema? ¿En ese caso VOUT realmente necesita ese polígono tan grande?

El polígono VOUT no necesita ser tan grande, mira el diseño en la hoja de datos. Sin embargo, deberías hacer un polígono pequeño en lugar de usar trazas gruesas, para mantener la impedancia baja.

4. La parte trasera de la PCB, ¿requiere ese gran polígono de tierra o puede estar poblada de otros componentes/trazas?

La parte posterior de la placa de circuito impreso debe tener un plano de tierra sólido que se extienda por debajo de todo el circuito regulador de conmutación. No debes colocar ningún otro componente, ni pasar ninguna otra traza por debajo de él. Esto no sólo rompería el plano de tierra y reduciría su eficacia, sino que las grandes corrientes que fluyen en el regulador inducirían ruido en las otras trazas.

5. ¿El VIN también requiere de un polígono o se puede conectar más estrechamente al pin VIN del switcher (pero usando una traza lo suficientemente gruesa, por supuesto)

No es necesario que sea tan grande como lo ha mostrado TI, pero aún así deberías usar un pequeño polígono para conectar estos componentes.