NESP015A May   2024  – April 2026 TPS53689T

 

  1.   1
  2.   摘要
  3. 1 簡介
  4. 2 轉換器暫態響應
  5. 3 磁層
  6. 4 TLVR 拓撲結構運作原理
    1. 4.1 穩定狀態操作
    2. 4.2 負載暫態升壓
    3. 4.3 負載暫態降壓
    4. 4.4 LC 電感器選擇
    5. 4.5 穩定狀態漣波
  7. 5 功率損耗與效率
  8. 6 相位倍增
  9. 7 PCB 配置
  10. 8 TLVR 最佳化元件
  11. 9 範例並排設計
  12. 10摘要
  13. 11其他資源

PCB 配置

圖 28 顯示 TLVR 設計動力系統的電路板配置和元件配置範例。此設計使用 4 mm x 6 mm 的功率級裝置,以及共同配置相容的 TLVR 電感器,可提供與一般多相位降壓設計類似的配置。

LC 迴路會穿過一次側焊盤的中間。TLVR 電感器的二次繞組焊盤可讓此迴路在頂層執行,無需太多導孔或較寬的軌跡。由於 LC 迴路可在暫態事件期間傳導高電流,因此走線會盡可能寬,但不需要多層平面。內部接地面可將 LC 迴路從動力系統的一側封閉至另一側。敏感電路應與 LC和 LC 迴路走線線保持寬廣間隙,以避免雜訊耦合和干擾。

LC 電感器位於功率級側面。由於 LC 可能受到高於 VIN 的電壓影響,且會在高頻率下切換,因此也可能會出現高暫態電壓和電磁干擾問題。解決此問題的其中一種方法 (未在 圖 28 中說明),是將 LC 分成兩個實體電感器 (每個電感為 1/2 LC),並以對稱方式放置在功率級任一側。這樣即可在暫態事件期間降低各 LC 的最大電壓。

將相位放置在盡可能彼此靠近的地方,以可節省空間。然而,相位開關順序並不會依序排列。變更相位開關順序可在時域中將切換節點彼此分散,有助於減少相位間的串音問題。

圖 29 是使用兩個 LC 迴路,將兩個雙相位緊靠置於相同 LC 迴路中高相位數配置設計的縮小範例。每個迴路中的相位和 LC 皆遵循 圖 28 中的範例。迴路放置在負載的對側 (有時稱為向東和向西方向),以將每個電感器輸出和負載裝置針腳之間的 PDN 佈線最小化。負載裝置上方的兩側維持開放,以根據設計需求採取高頻訊號佈線。

去耦電容器 (未在 圖 29 中顯示) 位於負載裝置,且會盡可能置於其佔用空間內。雖然具有聚合物大型電容器的預留位置,但有些設計並不需要預留位置。將控制器裝置放在遠離動力系統的位置可避免雜訊問題,且會具有連接至各 LC 迴路功率級的長走線。就像任何高功率設計一樣,在控制器的 PWM 輸出、電流感測輸入和電壓感測線路上維持良好訊號完整性非常重要。

 TLVR 動力系統配置範例。圖 28 TLVR 動力系統配置範例。
 相位加倍交錯式 TLVR 配置範例。圖 29 相位加倍交錯式 TLVR 配置範例。