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如何快速製作 DC/DC 轉換器原型
電子報第 25 期 | 一月, 25, 2018

在完整的產品設計流程中,產品選擇和原型製作總是居於非常關鍵的位置,小小的失誤就會帶來很嚴重的後果。因此,在完成產品選擇和電路設計以後,借助原型的製作、測試就可以將選型和設計中的問題快速暴露出來,還能讓我們對整體性能有一個深刻的洞察。

為了滿足客戶的需要,立錡可向客戶提供能夠反映產品性能的評估板。這些評估板都是經過精心設計的,具備良好的熱性能和電特性,但與客戶的需求不一定完全相同。舉例而言,實際的 PCB 佈局可能完全不同,甚至在電路上也會有很大差異。在一般的情形下,你可能會直接使用 CAD 軟體完成全部的設計,直到完整的板子做好以後才會開始進行測試,幾周的時間可能就這樣過去了。

實際上,大多數具有引腳封裝的 DC/DC 轉換器的原型製作只需花費很少的時間,方法十分簡單,我們把它稱作 isolation routing,也就是切割佈線法。準備一塊常用的雙面覆銅板,工具則主要依靠手電鑽,用它可將板上銅箔分割成為一個個小島,再將元件跨接在這些小島之間就成了。這種方法對 DC/DC 轉換器來說非常合適,銅箔小島帶來的感抗非常低,電阻非常小。用底層銅箔可以構造出阻抗很低的接地層,將銅線穿過貫通孔即可將上下兩層的銅箔連接起來形成漂亮的導通孔。熟練此方法以後,大約可在一兩個小時裡就完成所有的工作。

需要準備的工具
  • 一台高速手電鑽(要有可調的夾具),可用它打出不同尺寸的孔,並用它完成切割任務
  • 一些切割頭(有點像牙醫使用的工具),或是金剛鑽頭
  • 0.5/0.6/0.7/0.8/0.9/1mm 的鑽頭
  • 一張細砂紙(500號)
  • 清潔刷
  • 0.5mm 鉛筆和橡皮擦
  • 工具刀和金屬尺
  • 鑷子
  • 很尖的鑽頭
  • 雙面覆銅板
  • 用於接通導通孔和跳線的 0.6mm、0.9mm 銅線
  • 一把好用的烙鐵,最好還有一台熱風焊機
如何選擇產品和設計電路?

Richtek Designer 可以幫你挑選最適當的產品,還能產生電路、計算參數。如果還要進行模擬並想得到真實的結果,請記得把實際要用的元件參數輸入系統。這對 MLCC 電容來說尤其重要,它們的實際參數與電路工作條件有關,可以根據其規格書中提供的資訊推算出來。

如何完成佈局設計?

當你進行 DC/DC 轉換器設計時,必須確保關鍵電流迴路的最小化。對Buck轉換器來說,它的關鍵電流迴路是輸入迴路。其中的電流不是連續的,可能會產生許多EMI問題。如果換成 Boost 轉換器,它的關鍵迴路就變成輸出迴路了。

你也必須確保存在電壓急劇變化的開關節點的最小化,讓它們遠離敏感電路。在好的設計中,存在大電流切換的環節和小信號電路也必須分開處理,小信號電路應通過很乾淨的路徑與IC地相連。
如何處理發熱問題?
表面貼裝元件通常借助PCB銅箔進行散熱,因此瞭解它們的功率消耗是非常重要的,必須對它們在應用中的表現進行評估,確保不會出現問題。評估時,IC的封裝、板面空間尺寸、線路佈局、板子的層數、相鄰元件的發熱狀況、環境溫度、氣流條件都要納入考慮範疇。
開始操作

如何才能快速完成一塊 DC/DC 轉換器的原型設計、製作和測試呢?請觀賞我們的教學影片:《快速製作DC/DC轉換器原型》。

影片內容除了教你如何選擇產品和元件、最佳化電路、設計PCB和實際的製作外,還提供了輸出紋波、穩定性和熱性能的測試方法。另外,也展示了不同佈局對性能影響的範例。

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新產品資訊
 

RTQ2103A-QA 是經過 AEC-Q100 Grade 1 認證的車用 DC/DC 轉換器,工作電壓範圍為 3V-6V,負載能力為2A,輸出電壓範圍為 0.45V-5.5V,自身靜態電流消耗僅 30μA,是採用 SOP-8 封裝的 ACOT 架構同步 Buck 轉換器,可在 -40°C ~ -125°C 環境溫度下工作。因其採用 2.7MHz 工作頻率,週邊元件尺寸很小,能避免調幅(AM)廣播造成干擾。ACOT 控制架構可提供極佳的暫態響應能力,是汽車娛樂設備、控制儀錶、HUD、車用網路設備等應用的理想選擇。

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    RT6218A/B (PSM/PWM) 是負載能力為 2A、4.5V-18V 輸入、0.765V-6.5V 輸出、工作頻率 650kHz、採用TSOT-23-8 封裝的 ACOT 架構同步 Buck 轉換器,具有可設定的軟起動、Power Good 輸出等特性,適合機上盒、電視機、網路設備等使用

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    RT6246 RT6248 RT6250 是負載能力分別為 6A/8A/10A 的 ACOT 架構同步 Buck 轉換器系列,具有 4.5V-18V 輸入電壓範圍、500kHz 工作頻率、0.6V 參考電壓和很低的開關導通電阻,最高轉換效率可達 95%,全部採用 UQFN-12HL 封裝。

  • 點此了解 EVB 開發板: RT6246B RT6248B RT6250B
  • 了解更多 ACOT Buck 轉換器
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    RT6276 RT6278 RT6280 是負載能力分別為 6A/8A/10A 的 ACOT 架構同步 Buck 轉換器系列,具有 4.5V-23V 工作電壓範圍、500kHz 工作頻率,全部採用晶片倒裝的 UQFN-12HL 封裝,是工業及商用設備、網路通訊設施、電腦週邊設備等應用的理想選擇。

  • 點此了解 EVB 開發板: RT6276 RT6278B
  • 了解更多 ACOT Buck 轉換器
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