Estoy usando un TPS54386 y actualmente diseñando un esquema de PCB. La hoja de datos dice que hay que evitar las vías dentro de un determinado bucle; me preguntaba qué pasaría o si pasaría algo si me adelantaba y colocaba vías de todos modos para ahorrar espacio.
La respuesta corta es que, siempre que los componentes tengan las especificaciones adecuadas, probablemente funcionará bien. Sin embargo, si alguna vez quieres vender el circuito, tendrás que hacer algunas pruebas de conformidad.
Un regulador de conmutación de 600 kHz con un diseño deficiente le dará muchos problemas de emisiones radiadas cuando llegue la hora de las pruebas de EMC, especialmente en la banda AM. La clave para limitar las emisiones radiadas es minimizar el área del bucle de corriente de conmutación. En un regulador buck, esto es a través del interruptor, el inductor y la tapa de salida. Puede hacer que ese bucle sea más pequeño y controlarlo mejor si todo permanece en una sola capa.
Debería consultar el diseño de ejemplo de las páginas 31 y 32 de la hoja de datos y guiarse por él. Fíjate en lo ajustado que es el diseño.
Sí, pusieron vías en el bucle de potencia de salida, pero no en ninguna de las señales de conmutación de potencia. De hecho, todas las vías van a tierra o de retorno. No hay voltajes de conmutación involucrados.
La estructura de vías utilizada es de 8 vías paralelas por sección de vía. Como las vías están en paralelo, presentan una inductancia muy baja. Por ejemplo, las vías suelen tener 2nH o 3nH de inductancia, por lo que con 8 en paralelo cualquier inductancia añadida al circuito será insignificante. Esto significa que las características del condensador de salida C17 no cambiarán y no tendrán ningún impacto en la estabilidad del bucle.
Estas vías sólo aumentan la ruta de retorno en el circuito de salida al permitir el enrutamiento de retorno en la capa inferior. El cobre de la capa inferior proporciona una inductancia baja (área de bucle pequeña) para la conmutación de potencia de SW1, D2 y L2. Si quieres añadir vías como esas, no deberías tener ningún problema.
Si quieres añadir vías a las rutas de conmutación de potencia que conectan SW1 con D2 y L2 podría haber problemas. La inductancia añadida, especialmente entre SW1 y D2, dificultará el snubbing y aumentará el ruido.
Además, en tu esquema, L1 y L2 no son iguales. ¿Es intencionado? La combinación de L1 (47uH) y C13 (100uF) con \$f_o\$ de 2300Hz no coincide bien con la compensación incorporada del TPS54386 que tiene ceros a ~3300Hz.
Lo dice en las notas de diseño: -
Mantener un bucle cerrado de nodo de conmutación, inductor, condensador de salida y diodo rectificador. Evite utilizar vías en este bucle.
Sin embargo, en el diseño de la placa de circuito impreso desafían sus propias instrucciones: -
Tanto C17 como D2 utilizan vías para hacer las conexiones en el diseño de PCB anterior y, cometieron un error en el diseño de PCB que arreglé (tenían C17 desconectado de L2). Entonces, ¿cómo racionalizar esto?
Los errores de imagen en el trazado son fáciles de ver y corregir, pero en lo que respecta a las vías, han utilizado muchas vías paralelas para superar los problemas de puntos calientes causados por las vías individuales.
Para ver el error abre la hoja de datos y mira las pautas de la placa de circuito impreso: -
Esa es la pura verdad del asunto.
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