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ZHCSRY3A april 2023 – august 2023 UCC14131-Q1

PRODUCTION DATA

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)

DWN|36
- MPSS132

散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)

订购信息

zhcsry3a_oa

12.5.1 布局指南

UCC14131-Q1 集成隔离式电源解决方案可简化系统设计并减少使用的电路板面积。UCC15241-Q1 没有专用 EVM；但是，可以将 UCC15241-Q1 放置在 UCC14240EVM-052 上，并且应使用相同的布局指南，因为它们具有相同的引脚排列和功能（存在最大功率差异）。请遵循这些指南进行正确的 PCB 布局，以便实现理想性能。为了实现热性能良好的 PCB 设计，推荐在外部层上使用 2 盎司铜的至少 4 层 PCB 层堆叠。

输入电容器：
1. 将 0.1µF 高频旁路电容器 (C14) 尽可能靠近引脚 6、7 (VIN) 和引脚 8–18 (GNDP) 放置，并与 IC 位于 PCB 的同一侧。0402 陶瓷 SMD 或更小尺寸是实现最佳布局所需的尺寸。请勿在旁路电容器和 IC 引脚之间放置任何过孔，以强制高频电流通过电容器。
2. 将大容量 VIN 电容器（C12、C13）尽可能靠近 0.1µF 高频旁路电容器 (C14)、与之并联，并与 IC 位于 PCB 的同一侧。
输出电容：
1. 将 0.1µF 高频旁路电容器 (C7) 尽可能靠近引脚 28、29 (VDD) 和引脚 30、31 (VEE) 放置，并与 IC 位于 PCB 的同一侧。0402 陶瓷 SMD 或更小尺寸是实现最佳布局所需的尺寸。请勿在旁路电容器和 IC 引脚之间放置任何过孔，以强制高频电流通过电容器。
2. 将大容量 VDD-VEE 电容器 (C8) 尽可能靠近 0.1µF 高频旁路电容器 (C7)、与之并联，并与 IC 位于 PCB 的同一侧。
  
  图 12-13
栅极驱动器输出电容器：C_OUT2 和 C_OUT3 是 Excel 计算器工具中引用的参考位号。C_OUT2 是 VDD-COM 之间的电容器，C_OUT3 是 COM-VEE 之间的电容器。C_OUT2 和 C_OUT3 是栅极驱动器 IC 所需的电容器。正确选择并放置 C_OUT2 和 C_OUT3 对于实现 UCC14131-Q1 和栅极驱动器 IC 的出色性能至关重要。
1. C_OUT2 和 C_OUT3 应放置在栅极驱动器 IC 旁边，以实现出色的去耦和栅极驱动器开关性能
2. 在 VDD-VEE 之间添加一个 C_OUT1B，但与 C_OUT2 和 C_OUT3 并联放置在栅极驱动器上，这将减少所需的总电容，降低对电容器变化的敏感度，并允许使用更高的 R_LIM 电阻值。
R_LIM：将 R_LIM (R3) 靠近引脚 32 放置，使其位于输出电容分压器的 COM 中点之间。R3 右侧显示的过孔布局连接到 COM。

图 12-14
反馈：
1. VEEA（引脚 35）应通过所有 PCB 层与 VEE 平面隔离，如下图红框所示。使用一个过孔直接连接到 FBVDD 和 FBVEE 低侧电阻器和电容器（C15-16、R6-7），如 PCB 底部所示。
2. 将反馈电阻器 (R4-7) 和 330pF 陶瓷电容器与低侧电阻器 (R6-7) 并联放置在 IC 附近，最好放置在 IC 的另一侧（如 EVM 所示），或者放置在与 IC 靠近引脚 36 的同一层上。
3. 顶层反馈电阻器应放置在低侧电阻器旁边，两个电阻器之间具有较短的直接连接，并具有与 FBVDD 的单一连接。用于检测稳压轨 (VDD-VEE) 的顶部连接应进行布线并连接到栅极驱动器引脚附近的 VDD 偏置电容器远程位置，以便获得出色的精度和瞬态响应。
4. 顶层反馈电阻器应放置在低侧电阻器旁边，两个电阻器之间具有较短的直接连接，并具有与 FBVEE 的单一连接；而用于检测稳压轨 (COM-VEE) 的顶部连接应进行布线并连接到栅极驱动器引脚附近的 COM 偏置电容器远程位置，以便获得出色的精度和瞬态响应。
  
  图 12-15
散热通孔：UCC14131-Q1 内部变压器直接连接到引线框。因此，如以下步骤所述，为 PCB 设计提供足够的空间和适当的散热至关重要。
1. TI 建议通过多个通孔将 VIN、GNDP、VDD 和 VEE 引脚连接到内部接地平面或电源平面。或者，使连接到这些引脚的多边形尽可能宽。
2. 使用多个散热过孔将 PCB 顶层 GNDP 铜连接到底部 GNDP 铜。如果可能，建议在外部顶部和底部 PCB 层上使用 2 盎司铜。
3. 使用多个散热过孔将 PCB 顶层 VEE 铜连接到底部 VEE 铜。如果可能，建议在外部顶部和底部 PCB 层上使用 2 盎司铜。
4. 连接顶部和底部铜的散热过孔也可以连接到内部铜层，以进一步改善散热效果。
5. 散热过孔类似于下图所示，但应在覆铜区允许的范围内尽可能多地使用散热过孔。UCC14240EVM-052 使用大约 220mil x 350mil 的散热过孔阵列（GNDP 初级侧 48 个散热过孔，VEE 次级侧 54 个散热过孔）。散热过孔直径为 30mil，孔大小为 12mil。
  
  图 12-16
  
  图 12-17
6. 如图 12-18 中所示，对于过孔数量和散热过孔阵列的尺寸，存在一个增益递减点。对于 1.5W 的输出功率，热传递在 C12 和 C8 之外迅速减弱。U1 到 C12 的内部焊盘线的距离为 320mil。
图 12-18 热像图
爬电间隙：避免在 UCC14131-Q1 下连接铜线，以保持数据表中指明的完整爬电距离、间隙和增强电压隔离额定值。在整个定义的隔离栅中，保持以红色突出显示的间隙宽度。

图 12-19
栅极驱动器电容器和反馈布线：
1. UCC142401EVM-052 上安装了 VDD-COM 和 VEE-COM 电容器，但这些电容器需要尽可能靠近相关的栅极驱动器引脚放置。
2. 为了更好地调节电压，COM (COM FB) 和 VDD (VDD FB) 的反馈布线应尽可能直接，以便直接在栅极驱动器 IC 附近的 VDD 和 COM 电容器处检测电压反馈。
  
  图 12-20