バック/ブーストDC / DCコンバーターのルーティング

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電源のレイアウトについてサポートが必要です。必要な経験がないため、最初の2回のイテレーションは失敗しました。コストのかかる別の実行を避けたいのですが。

完全を期すために、前の（関連する）質問を次に示します。 昇降圧スイッチングレギュレータのノイズの問題

私のデバイスはリチウムイオンバッテリーを搭載していますが、3.3Vの動作電圧が必要です。したがって、Vin = 2.7-4.2V、Vout = 3.3Vです。私はLTC3536降圧/昇圧スイッチング・レギュレータを使用することにしました：http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3536fa.pdf

基本的に、1A / 3.3V電源のリファレンス実装（データシートの1ページ目）を使用しました。回路図は次のとおりです。

ここに画像の説明を入力してください

3つの個別のグランドプレーンがあります。PGND、バッテリから供給され、LTC3536に接続されます。GND、ピン3から分岐するシグナルグランド、およびGNDプレーンから分岐するアナログセンサーなどに使用されるAGND。

これは2層ボードの最新バージョンです。赤が上、青が下のレイヤーです。LTのデモボードにかなり近いです。VBATTとVCCだけでなく、さまざまなグランドプレーンに注釈を付けました。

ここに画像の説明を入力してください

設計上の考慮事項

データシートで見つけた推奨事項と、前の質問で得た回答を順守しようとしました。上記のように、3つの異なるグラウンドプレーンを使用し、0オームの抵抗を使用して1点で接続します。VCCのルーティングに星のようなアプローチを使用しようとしました。AVCCは0オームの抵抗を使用してVCCに接続されています。

ご質問

  1. 以前のデザインの問題の1つは、チップの側面にあるビアを使用してU3の露出パッドを接続したことです。これには多くのスペースが必要でした。LTがデモボードに露出パッドの直下のビアを追加していることに気づきました。これが可能であることを知りませんでした-これらのビアに何か特別なことをする必要がありますか？
  2. グランドプレーンの配置については、よくわかりません。現時点では、GNDプレーンはピン2/3から分岐しており、0Ω抵抗を使用してAGNDおよびPGNDプレーンに接続されています。この抵抗器の配置は一種のランダムな気圧です。
  3. 回路全体は、U3（ピン10）のSHDNに接続するMAX16054ソフトパワーオン/オフICを使用して切り替えられます。MAX16054はVBATTとGNDに接続されています（PGNDではありません）。これは問題を引き起こす可能性がありますか？

コメントをいただければ幸いです！

power-supply  pcb-design  switch-mode-power-supply  boost  buck 
— Arnuschky
ソース
2
— フィル・フロスト
— Phil Frost
@PhilFrostによってリンクされた最初のドキュメントは素晴らしいです。これは、SMPSのルーティング方法を理解するのに役立ちました。強くお勧めします。
— イエスカスタネ2013
@arnuschky分離されたGNDに同意しません。それは時々それが解決するより多くの問題を作成します。ある意味で、SMPSの出力コンデンサは回路の電源です。それでは、C17とC18を電源として考えてみましょう。それらのVccピンはすべての回路に電力を供給しますが、GNDポイントは回路から絶縁されています（絶縁されていませんが、遠すぎます）。私の意見では、これは本当に大きな問題です。PGNDとAGNDの結合を考慮しないのはなぜですか？フィードバックトラックに注意してください。GNDスプリットを横切る！同じ電源プレーン上に置いてください。
— イエスカスタネ2013
わかりました。電源プレーンを修正します。PGNDとAGNDを結合する必要があるかどうかわかりません。SMPSからの電流がアナログ回路で見られる危険性はありませんか？出力キャップについて：あなたによると、私はそれらをGNDに移動する必要がありますか？これは、AndyAkaが他の質問で言ったこととは逆です。
— arnuschky 2013

回答:

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私は前の質問の答えで言われたことと矛盾しないことを望みます!!!

フィードバックポイントは、出力ピンのできるだけ近くから取得する必要があります。LTC3536のドキュメントの非コンポーネント側のトラックに注意してください。

私はすべてのラウンドの下で完全なグランドプレーンを使用しますが、R7の低電圧端はピン2に到達する必要があり、次にpin2はチップの下のローカルの完全なグランドプレーンにスターを付ける必要があります。

私はR27（およびピン3）をティーオフして、下部の銅（GNDプレーン）に接続する上部の銅に給電しません-R11が存在する電源グラウンドにGNDプレーンフラッディングを通過させますアナロググランドプレーンに近いところまで。

ピン10からのトラックは、最下層のグランドプレーンを遮らないように、できる限り最上層に維持しようとします。

— アンディ別名
ソース
アンディねえ コメントをありがとう（もう一度！）いくつかの問題が発生したときに変更を実装し始めました。LTのデモボードに非常に近いレイアウトに変更しました。このレイアウトを使用すると、最初と最後のポイントが固定されます。残念ながら、私はあなたが地面について言ったことを完全に理解していませんでした。これで、GNDプレーンはpin2 / 3からT型になり、AGNDはそのプレーンに個別に接続されます。R27も同様です。このように正しいですか？
— arnuschky 2013
@arnuschkyあなたがフォローしなかったgnd平面についてのどのビット？
— アンディaka
私が理解していないのは、これです。チップの下の電源グラウンド（最下層）にフルプレーンを使用しています。ピン5と13が接続されており、入力キャップと出力キャップも接続されています。2層しかない場合、チップの下にシグナルグラウンド（ピン2）用の別のプレーンをどのように配置できますか？私がしなかったことは、信号グラウンド（GNDプレーン）を少し離して、ピン2をリードし、この時点でスターを付けることです（4x3ビアのブロックを参照）。しかし、このスターポイントについては不明です。
— arnuschky 2013
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GND接続（PGNDとは対照的に）にはプレーンがありません。これらはPGNDにスターを向け、入力電源と出力負荷に関連する電流を流してはなりません。PGNDは、チップの下とPCBの下にあるプレーンです。「GND」に接続するコンポーネント（R7など）はピン2に接続し、ピン2は直接PGNDにルーティングされます。
— アンディ、別名
ここで何か重要なことを誤解しているような印象を受けました。現在、私は3つのプレーンを持っています。1つはPGND用で、その上にコンバーターのすべての高電流パスがとどまるはずです。1つは「通常の」GND用で、他のすべてのデバイス（ICなど）への接地接続を提供します。アナログコンポーネント（センサーなど）の基盤を提供します。GNDプレーンは、それぞれ1点でPGNDとAGNDに接続されています。
— arnuschky 2013
3

U3のエクスポーズドパッドのビアに関する自分の質問への回答：

恐れていたように、ビアをパッドに入れるのは簡単ではありません。はんだがビアを介して流れる可能性があり、反対側で混乱を引き起こし、コンポーネント側の接続が不良になる可能性があります。たとえば、次のリンクを参照してください。

また、これをどのように解決するかもわからない。デモボードをこれに依存させるには、LTが非常に便利です。ツリーオプションが表示されます。

  1. ビアが接続されている（高価）
  2. ビアをパッドから離します（コンポーネントを十分に近くに配置できないため、他の問題が発生する可能性があります）
  3. ビアの直径を小さくして、これで十分であることを願います

これらのオプションはどちらも本当に満足できるものではありません。:(

— Arnuschky
ソース
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はんだペーストがビアの上に堆積する場合は、間違いなくビアのプラグが必要です。そうしないと、組み立てプロセスで問題が発生します。他の危険なオプションがあります。チップの下に小さなはんだマスク開口部を作成します。この画像のようにs3-blogs.mentor.com/tom-hausherr/files/2011/04/…この場合、ビアをはんだペースト領域から離すことができます。（申し訳ありませんが、これを示すのに最適な画像ではない可能性があります）。コメントする2番目のオプションは可能ですが、3番目のオプションは試しません。
— イエスカスタネ2013
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オプション2を使用します。LTは、ビアが熱的な理由でパッドの下にある必要があることを明示的に述べていないため、これは問題ないと思います。イエス様、お返事ありがとうございます。
— arnuschky 2013
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