關(guān)于 Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器 PCB 布局方法

同步降壓轉(zhuǎn)換器已作為隔離式偏置電源在通信及工業(yè)市場得到認(rèn)可。隔離式降壓轉(zhuǎn)換器或者通常所謂的 Fly-Buck? 轉(zhuǎn)換器，采用一個(gè)耦合電感器代替降壓轉(zhuǎn)換器電感器，用以創(chuàng)建隔離式輸出以及非隔離式降壓輸出。每個(gè)隔離式輸出只需一個(gè)繞組、一個(gè)整流器二極管和一個(gè)輸出電容器?？墒褂眠@種拓?fù)湟缘统杀镜暮唵畏绞缴啥鄠€(gè)半穩(wěn)壓隔離式或非隔離式輸出。

降壓轉(zhuǎn)換器和 Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器中存在一些主要電流差別。我們對(duì)降壓轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)電流環(huán)路已經(jīng)很熟悉了，如圖 1 所示。包含輸入旁路電容器、VIN 引腳、高低側(cè)開關(guān)以及接地返回引腳的輸入環(huán)路承載著開關(guān)電流。該環(huán)路應(yīng)針對(duì)靜音工作進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到最小跡線長度與最小環(huán)路面積。包含低側(cè)開關(guān)、電感器、輸出電容器以及接地返回路徑的輸出環(huán)路實(shí)際上承載著低紋波 DC 電流。雖然為實(shí)現(xiàn)低 DC 壓降、低損耗和低穩(wěn)壓誤差而讓所有電流路徑盡量最短非常重要，但該環(huán)路的面積并不像輸入電流環(huán)路那么重要。

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圖 1. 降壓轉(zhuǎn)換器中的電流環(huán)路。VIN 環(huán)路為高 di/dt 環(huán)路。

Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)看上去與降壓轉(zhuǎn)換器類似，如圖 2 所示。這里的 VIN 環(huán)路與降壓轉(zhuǎn)換器一樣，也是高 di/dt 環(huán)路。然而，VOUT1 環(huán)路的電流與降壓轉(zhuǎn)換器有很大不同。除了一次電感器磁化電流外，該環(huán)路還包含來自二次繞組的反射電流。反射電流只含有其路徑中耦合電感器的漏電感，因此 di/dt 明顯高于電感器磁化電流。所以盡量減小 VOUT1 環(huán)路的環(huán)路面積也非常重要。同樣的道理，包含二次電感器繞組、整流器二極管以及二次輸出電容器的二次輸出環(huán)路也需要最小化，因?yàn)槔锩嬗懈?di/dt 電流流過。

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圖 2. Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器在一次側(cè)有兩個(gè)高 di/dt 環(huán)路。所有二次環(huán)路都是高 di/dt。

在布局 Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器時(shí)還需要記?。憾卫@組也有一個(gè)開關(guān)節(jié)點(diǎn)。該二級(jí)開關(guān)節(jié)點(diǎn) (SW2) 是高 dv/dt 節(jié)點(diǎn)，支持 VIN*N2/N1 的電壓轉(zhuǎn)換。因此，通常要讓 SW2 跡線面積較小，才能防止其發(fā)出噪聲。

圖 3 是融合本文指導(dǎo)內(nèi)容的布局實(shí)例。與開關(guān)節(jié)點(diǎn)面積一樣，一二次側(cè)的高 di/dt 環(huán)路也可以進(jìn)行最小化。

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圖 3.基于 LM5017 的 Fly-Buck 布局可對(duì) di/dt 環(huán)路和高 di/dt SW1,2 節(jié)點(diǎn)面積進(jìn)行最小化。

參考資料：