پەرەسەندنی بەرهەمهێنانی ئۆتۆمبێلی نوێی توانا، ڕەقەبت لە زنجیرە بەرهەمەکانی بەرهەمهێنان بەرز کردووە، و شارەزایی و ئازادکاری ئۆتۆمبێلەکان بوونە باشترین هۆکاری سەرەکی بۆ پەرەسەندنی ئۆتۆمبێلی نوێی توانا، کە هەلومەرجی نوێیەک بۆ مێشکی ناوەندی و کۆنتڕۆڵکەری دۆمەینی بەهێز و ناوەندی دروست کردووە، بەتایبەتی بۆ راستەقینەیی، چڕی هێزی بەرز، EMC، کارایی بەرز و نرخی بەهاوبەشبووی سووتینی DC-DC.
وەک تەمینکەری کۆنتڕۆڵکەری ماوەی کۆکپیتی تەقەڵ، SA8155 و SA8295 پۆزیسیۆنی گرنگیان هەیە، و دژەوەری نێوان کارەبای گشتی، کارەبای کارکردنی بەردەوام، کارایی بچووتن بە نووک، خەرجی، و دیزاینی EMCی کارەبای کلیلی سوورسەکەی سێنتەری (تەمینکاری کارەبا کە لە داخڵی باتریەوە دەگوڕێتەوە) بە مەودای گەورەیەک بۆ دیزاینی کارەبای BUCK. چۆن ئەم دژەوەرییانە شل بکرێتەوە و بە توازن بێت، دیروازەی تەکنیکی معماری کارەبای کلیلی، کریستالەکانی کارەبا، کۆئیندەکترەکان، MOSFETەکان، و دابینکەری کۆندانساتورەکانە.
ئەم پەپیرە دەربارەی شیکردنەوەی سوودووری DC-DC بۆ دروستکردنی سوودووری بنچینەیی بۆ کۆنتڕۆڵکردنی ناوچەی مرکزی سوودووری کارا (١٠٠-٣٠٠٪)، لە جملەی ئامێر، هەڵبژاردنی ئیندۆکتۆر و خازان و ڕێگاکانی شیکردنەوەی تر، بە ڕعایەتکردنی قەبارە، خەرجی، کارایی و ڕەفتاری چەلەنژەکان.
ئەم فەصلە مۆنیتۆری ناوچەی Qualcomm SA8295 بە نمونە دەگرێت بۆ باسکردن و جێبەجێکردنی شیکردنەوەی ڕاستەقینەی سوودووری کاتبڕی BUCKی پلەی یەکەم.
ئەم فەصلە پێویستی بە خوێندنی زنجیرەی یەکەم (بۆشایی تیۆری و هەژماری BUCK سوودووری کاتبڕ) و شیکردنەوەی سوودووری BUCK بە تەفاصیل لەسەر بنچینەی LM25149 هەیە.
ئەم زنجیرە مقالەیە لە سێ زنجیرە پێکهاتووە (بە نوێکردنەوەی بەردەوام):
01-گەرداندنەوەی دیزاینی سووتینی یەکەم قۆناغی تەسیرکردنی خۆکاری Qualcomm: دیزاین و هەژماری سووتین
٠٢-کۆدی کردنەوەی شیکردنەوەی سوودووری پلەی یەکەمی ناوچەی کۆنتڕۆڵکەری ئۆتۆمبێلی Qualcomm: شیکردنەوەی شێوەی چەماوە و شیکردنەوەی PCB (ئەم فەصلە)
١- مەبەست و هەڵواسنەکان
١.١ پێویستیەکانی سەرکەوتووی SA8295
جەدولی ١: پێویستیەکانی دیزاینی بەرهەمی SA8295
Not: دەرئەنجامی داواکارییە نوێیەکانی SA8295 بریتین لە 21A (1 NPU) و 24A (2 NPUs)، و ئەم دیزاینە دەتوانێت بپشکنێتەوە (30A پاراستن لە بەربەستنی زۆری کارەبایی)
1.2 ئامانجی دیزاین
ئەم دیزاینە بەکار دێت LM25149 دۆمینی کۆنتڕۆڵکردنی دیزاین چاودێری سوتەنجی یەکەم , کە دەتوانێت داواکارییەکانی کارەبایی ماوەی کورت بۆ 24A (100us) بپێوێت و داواکارییەکانی کارکردنی دوایین بۆ زیاتر لە 10A بپێوێت، بۆ ئەوەی هاوسەنگی تەواوی هەبێت لە نێوان قەبارە، خەرجی و کارایی.
Not: کارەبایی ماوەی کورت هێشتا کێشەی گەرمی دروست ناکات (تەنها بۆ Qualcomm SA8295 کە 100uS کارەبایی ماوەی کورتی هەیە)، کارەبایی دوایینی زۆر هەلی زیادبوونی گەرمی دەدرێت، پێویستە ئەم کاریگەرییە بپێوردرێت (هەڵبژاردنی دیزاین بەپێی شوێنی ڕاستەقینە دیاری دەکرێت).
2- شێمای دروستکردن و دروستکردنی PCB
2.1 هەڵبژاردنی تورماوە بنچینەییەکان
جاریمەكان بۆ ههڵبژاردنی پێکهاته گرێبەستی سوتونی دۆمێن كۆنتڕۆڵكەر: یهكهمیتی كارایی، بهدهربارهی خهرجی و داهاتووی ناوچهی PCB؛ بهدهربارهی كێشهی EMC و كێشهی چوارگۆشەی كورته له بازگیری BUCK، لەگەڵ تیۆری گشتی و یاساكانی چاودێری كردنی بازگیری BUCK داگیردەکات، و مهتوودی گشتی دەتوانرێت بەرپرسیار بن.
بۆ زانیاری زیاتر لەسەر ههڵبژاردن و جیاكاركردنی پێكهاتهی ئهلكترۆنیكی، تکایه سەرلهم بكاته بابهتی 1 ( گەرداندنەوەی دیزاینی سووتینی یەکەم قۆناغی تەسیرکردنی خۆکاری Qualcomm: دیزاین و هەژماری سووتین )
ههڵبژاردنهی دووهم بۆ ئهم چاودێری كردن (بهكارهێنانی ههشت توپی 47uF C1210 بهفۆرمی كهرەمیك). ئهم چاودێری كردنه بهم ههڵبژاردنه دوا نابێت، و چاودێری كردنی بهرههمهكان دهتوانرێت بهپێی دۆخی فهعهلی گۆڕانكاری بكهن، و چاودێری كردنی بهرههمهكان دهتوانرێت بهپێی ئهنجامی تاقیكردنەوەی فهعهلی بهرههمهكان بگۆڕێت.
خشتەی 2: دیزاینی تەزویری BUCK - سکیما دیزاین
2.1.1 تەزویری BUCK - هەڵبژاردنی MOSFET
خشتەی 3: تەزویری BUCK - هەڵبژاردنی MOSFET
2.1.2 تەزویری BUCK - هەڵبژاردنی ئیندۆکتۆر
ههڵبژاردنی ئیندوكتر مۆدێل بهكاردههێنێت: VSEB0660-1R0MV
خشتەی 4: هەڵبژاردنی ئیندۆکتۆر
٢.١.٣ ههڵبژاردنی توپی فیلتەری دهرچوو بۆ بازگیری BUCK
جێبەلگه 5: ههڵبژاردنی توپی فیلتەری دهرچوو بۆ بازگیری BUCK
2.1.4 BUCK سیستمی بۆ خواردنەوەی کارەبای - هەڵبژاردنی خازانی فلتری داخڵ
خشتەی 6: BUCK سیستمی بۆ خواردنەوەی کارەبای - هەڵبژاردنی خازانی فلتری داخڵ
2.2 Amûrên avakirina şematîk û PCB-yê
2.2.1 شێوەی ئاسکیماتیک و دیزاینی PCB: JLC Technology EDA ( https://lceda.cn/)
Wêneya 1: Daxwazîn li Caritron EDA
JLC Technology EDA لە چین یەکێکە لە باشترین ئامرازەکانی پەرەسەندنی EDA بەخۆڕایی، بە توانای بەرز و کاراکانی بەرز، ئەم دیزاینە بەکارهێناوەی JLC Technology EDA بۆ دروستکردنی وێنەی ئاسکیماتیک و PCB.
2.3 Hilbera ji bo karûbarê BUCK - avakirina şematîk
2.3.1 Hilbera ji bo karûbarê BUCK - avakirina şematîk
دیزاینی بنەماش بە بەردەوامی لە ڕێگەی دۆسیەی LM25149-Q1 و بۆردنە قایمەکانی رسمی، دیزاینەکە گرنگی بە بنەمای تیۆری سویچینگی BUCK و داواکارییەکانی دیزاینی سیستمی سەرەکی کارەبای کۆنتڕۆڵکەرە دۆخە بەرزەکان دەدات.
وێنەی 2 وێنەی ئاسکیماتیکی LM25149
2.3.2 BUCK سیستمی بۆ خواردنەوەی کارەبای - تەکنەلۆجیای گرنگ لە دیزاینی ئاسکیماتیک
تەنهاشەی EMCی داخڵ:
خاڵە تەکنیکییەکان:
1 فانكشنە سەرەکیی L1 کەمکردنەوەی کاریگەری نۆیزە بڵاوبووییە لەسەر سووتەمەنی داخڵی لە سووتەمەنی کاتبڕە، فریکانسی کاتبڕی سووتەمەنی 2.2MHz، L1 و C23 دوایان چێوەی LC دروستدەکەن (C16 خازەنچەی ئەلیکترۆلیتییە، بەتاخەلەق فریکانسی کەمتر لە 500KHz)، و 2.2MHz بە 60dB کەم دەکات.
② C21 نۆیزی کاتبڕی دەکات (هێڵی چالاکبوون و داخستنی تیوبی سووتەمەنی)، بەتاخەلەق کەمکردنەوەی نۆیزی EMC لە نێوان 10-100MHz.
③ ئەگەر C21 و C23 لە سووتەمەنی پلەی یەکەم (پێش پاراستن) بەکاربھێنرێن، پێویستە مۆدێلی خازەنچەی سەرەی لەبەرچاو بگیرێت، و ئەگەر پارێزراو بێت، دەتوانیت خازەنچەی خوێندراوی ئۆتۆمبێل هەڵبژێریت. مەکانیزمی پاراستنی هاوشێوە دەتوانیت بە بەکارهێنانی دوو خازەنچە بە شێوەی زنجیرە دروست بکەیت.
هەمان داواکارییان پێویستە بۆ مۆسپێتی هێز و خازانی ناوخۆی LM25149 و خازانی جیابونەوە، ئەم دیزاینە بەکارنهاتووە بۆ پشتڕاستکردنەوەی کارایی، بەکارهێنانی تەنها سەرامیک، و دیزاینی ئاستی بەرهەم گونجاندن بە داواکارییەکانی دیزاینی ئۆتۆمبێلەکان.
Not: LM25419 چالاککردنەوەی EMC و تەکنەلۆژیای دووبارە کردنەوەی دیاکرد لە شەپۆلی بەردەوام، تەنها بە شێوەیەکی سەرەکی قەڵەوی EMC کەم دەکات، و ناتوانرێت پڕۆسەی EMC بسڕێتەوە، بۆ فریکانسی کارکردنی 2.2MHz و هەلومەرجی هەرزی زۆر (≥10A) هێشتا هەلاتی کەمبوونەتەوەی چاوەڕوانی دەکرێت، پشتڕاستکردنەوەی ڕاستەقینەی دیبەگەری پێشتر دەبێت، ئەگەر لابردنی C23 هێشتا دەتوانێت بەردەوام بێت لە گواستنەوەی ڕادیۆیی، دەتوانێت بەکارهێنانی C23 پاراستن و هەروەها خەرجی کەم بکات.
خازنەكانی بەرگی BUCK:
1 C2، C3 خازانهی کارگێڕی BUCKن کە بۆ کارایی سوودبارکردنی سووتی بۆشایی سویچکردنی بەردەستن، خازانهی 10uF دەبێت هەڵبژێردرێت لە نزیکەی 2 مێگا هەرتز ≤5م.Ω، CGA4J1X8L1A106K125AC و CGA6P1X7S1A476M250AC نموونەی باشی تەکنیکییان هەیە بۆ بنچینە، دەتوانیت خازانهکان بە X7R، 35V/50V دەرباری بەردەوامی هەڵبژێریت، پاکەج C1210 و C1206 بەردەستن. پاکەجی C1210 لەم دیزاینە هەڵبژێردراوە، کە دەتوانێت ڕەنجەکانی مۆدێلی تاقیکردنەوە بەرهەمهێنان بگرێتەوە.
② C4 خازانهیەکی بۆشایی سووتی بۆشایی بەرزە، دەبێت 50V X7R، پاکەجی C0402 هەڵبژێردرێت.
C2، C3، C4، لە ڕێکخستندا دەبێت تایبەتمەندی بە قاوەلی کارەبایی (وا دوانگە بە شاراوەکانی ڕێکخستن)، پێویستییە بنچینەییەکانی خازانهی کارگێڕی BUCK و تیۆری دیزاین بۆ جێبەجێکردن، دەتوانیت فێربویت تیۆری سووتی بۆشایی سویچکردنی BUCK بۆ ئەوەی تێگەیشتنی بەهێزترت لەسەر خازانهی کارگێڕ بکەیت.
③ TP7، TP9، TP13 بۆ ئازموونکردنی سیگناڵەکانی TG، BG و SW کلیل بەکاردێت، و بەکار دێت بۆ پشکنینی ڕاستەقینەیی ماوەی ناوچەی مردوو، کارایی قاچەکان و کارایی لەبەرکردن و دابەزینی MOSFET، کە ناوبانگی گرنگی کارایی کارایی برقی سوودباری داواکارییە.
خاڵی ئازموونی TPی GND بۆ کەمکردنەوەی چوارگۆشەی GNDی ئاسکیلۆسکۆپ و باشترکردنی ڕاستی ئازموون بەکاردێت، و پێویستە LAYOUT دیسانەوە بکات خاڵی ئازموون بە نزیکترین شێوە بۆ سیگناڵی ئازموونی پەیوەندیدار بخات.
موسفێت گەردونی ڕەشەکانی درایڤەرەکان:
1 R1 و R2 دووانەی ڕەنجی گەیتی MOSFETن، کە کاریگەری گەورەیان هەیە لەسەر لەبەرکردن و دابەزینی حاشیەی MOSFET.
② هەڵبژاردنی R1 و R2 لە بەربەستی کۆنترۆڵکراوی دەرچاوی کۆنتڕۆڵکەری BUCK (کۆنتڕۆڵکەر (پێش و دواوەتی چالاک)، تەنهاوی درێژە و تایبەتمەندی بارکردنی MOSFET-ی هێز (ناوەندی CISS)، و هەموو بەردەوامی گشت بەردەوامی ≤ 10 ئۆم لە سازکاری سەرەتا، کە دەستەبەر بە تایبەتمەندی بارکردنەوە، و پێویستی بە رێکخستنی نزم و مەزن بۆ هەڵبژاردنی بەردەوامی گونجاوە.
③ R1 و R2 هەروەها پارامەترە سەرەکییە کە زۆرترین کاریگەری لەسەر نویزی کاتی کاتی EMC و هۆکارە بنچینەییەکانی شوێنکاری کاتی هەیە.
Not: ٦ خاڵی تاقیکردنەوە بەکاردێت بۆ تاقیکردنەوەی تایبەتمەندی کلیلکردن و کاتی مردوو.
چەمڵەی قۆری دەربڕین:
1 هەڵبژاردنی ئیندەکتۆر: هەڵبژاردنی ئیندەکتۆر سەرەنجام دوو هۆکار دابین دەکات:
- کارەبای کاتی کارکردن: توانای دەرچوونی کاتی 24A (کات: 100us)؛
- کارەبای کارکردنی کاتی جێگیر: 10A، کە دەتوانێت بە شێوەیەکی جێگیر لە سەرەدا 10A کار بکات (دامەزراندنی دەوروبەری 85℃)
-ماوەی کارکردنی سەرەتایی کورت خایەنە ≤ 100us، و لە ماوەی دەستپێکردندا ڕوودەدات، و تەنها هەڵەستاندنی ئەو بارودۆخەی کە پێچەوانەیی ناوبانگ بەهێز نییە دەتوانێت پێداویستییەکان ببەسە (بەدەستهێنانی بەهای ناوبانگ بۆ کارەبایەکە).
② هەڵبژاردنی ڕێزیستانی نمونە: ڕێزیستانی نمونە لە پاکەجی R1206 دابراوە، و توانی گەرمی ≥ 0.5W؛
③ هەڵبژاردنی خازانەکان: سەرجەم: بابەتی خازانی فلتری دەرەوە لە بەشی یەکەمی بابەت؛
بهرهگهیاندنی سركیووت:
LM25149 دوو جۆرە لێکدانەوەی دەرەوەی ثابت و لێکدانەوەی فیدبەکی دەرەوەی هەیە، و ناوەڕۆکی ورد سەرجەم دەکاتە کتێبی تایبەتمەندی؛
1 R14l بهستراوه بۆ VDDA، خروجی 3.3V
② R14=24.9K، خروجی 5.0V
③ R14=49.9K، خروجی 12.0V
فشاری دەرەوە بە بەکارهێنانی R14، R9 و R10 لەسەر شتی بەتاڵ دابراوە؛
R19 و TP3، TP4ی جێگیرکراو: بۆ تاقیکردنەوە، مارجینی فاز، فریکانسی گواستنەوە، هتد.
Not: TP3 و TP4 بۆ تاقیکردنەوەی مارجینی فاز، فریکانسی گواستنەوە، هتد. بەکارهاتوون؛
ڕێکخستنی فانکشنەکان:
1 EN: سیگناڵی داهێشتن، دامەزراندنی کارەبای ≥ 1.0V، دەتوانرێت بە بەکارهێنانی کەمبوونی دروست پاراستن بکرێت؛
② Sync-PG: هاوتاکردنەوەی دەرەوە یان باشە لە کارەبادا، ئەم دیزاینە بۆ باشە لە کارەبادا دابراوە؛
③ PFM/SYNC
-Jumperey Default (NC): Dîod analoog, derbaskerineke biçûk a hêzê, dikare bi kêfî li ser kar bike;
-Jumperey teqînê ya GND, moda CCM ya zorrawe;
4 Mîhengkirina moda kariyê çîpê: 5 moda kariyên cuda (binêre pirtûka specifikasyonê).
2.4 BUCK سەرچاوەی توان - دیزاینی PCB
2.4.1 BUCK تهجهيزاتي-PCB دیزاین
1 -لای سەرەوە
② -GND
③ -سیگنال
4 -لای خوارەوە
2.4.2 BUCK kirrûbar - teknolojiya girîng ji bo dizayna PCB
Gerîdekanên kapasîtorên gihandin û derxistin:
1 Kapasîtorên gihandin û derxistin ên BUCK kirrûbar dixwazin gerîdeke nizm bimînin, ku bandora girîng li ser EMC heye;
② C4 bi piranî ji bo vekirina şewqeya xwezgîn a lêdana û daketina klîlê tê bikaranîn.
Gerîdekanên MOSFET û Endûktor:
1 Bikaranîna MOSFET-ên du-lêk-kirî dibe sedema kêmbûna herêm û xercan, neyarê wê ew e ku Layouta SW nikare gerîdeke nizm bidomîne;
② Xala SW ya MOSFET-a 2-lêk-1 nikare tracebiliyeta qatê yek eynî ya PCB bidomîne, û divê rûbera qatê were guhertin da ku hêza kar bidomîne.
نمونەی کارەبایی:
1 پێویستی بە تریسەکانی کارەبایی جیاوازە، و پێویستی بە هێڵی ناوەندی GND ھەیە؛
② پێویستی بە کۆنتڕۆڵکردنی ئیمپیدانس و درێژی یەکسان نییە، و تریسەکان دووری کەمترین لە چینەکە دووای خۆی دەگرن.
فیدبەک FB:
ڕێزیستان و ئامێرەکان نزیکەی پینەکانی چیپ کۆنتڕۆڵەکان دەبێت.
گەرمی و گرۆند:
ئامێرە گەرمکەرەوە: MOSFETs، ئیندۆکتۆرەکان، و ڕێزیستانسەکان دەتوانن گەرمی بەردەوام لە ناوچەی هێڵاودا زیاد بکەن، و زیادکردنی GND vias بهرەوپێشبردنی دۆخی ساردکردنی بۆرشتەکە یارمەتی دەدات.
چوارچێوەی ناوەندی دۆمەین-کۆنتڕۆڵکراو - چەکی یەکەمی BUCK - چەشنی دیزاین
3.1 دووری 3D
شێوەی 3D-1
شێوەی 3D-2
3.2 بڕوانامەی شێواز
1 دیزاینی سووتەمەنی کاتبڕەرەوە چوارلاستە بەکارهێناوە، شێوەی PCB 1.6 مم، قەبارەی 30X65 مم؛
② دەرباری کارەبایی دەتوانێت بەرزترین کارەبایی داواتر لە Qualcomm SA8295 بە 24A بپێوێت، و گونجاندنی توانای دەرباری کاتی بەردەوامی زیاتر لە 10A دابین دەکات.
4- دەربارە Codaca Electronics
Codaca لەسەر توڕینەوەی تەکنەلۆژیای سەربەخۆ، دیزاین و دروستکردنی ئیندەکتەرەکان تێکەڵ دەبێت، و VSEB0660-1R0M بۆ پەرەسەندن و بەکارهێنانی پلاتفۆرمی Qualcomm مناسبە. هەلەکی تەکنیکی وەک کارامەیی بەرز لە بەرهەمھێنانی نرخ، توانای باش لە بەردەوامبوون لە بەرامبەر شاردووی کارەبایی، و جیاکاری کەمی گەرمی هەیە، و هێماى باشترین بەهای کار/بۆ چەقەلەکەی لە صنعت دەبێتە بەهای سەرەکی. Codaca لەسەر توڕینەوەی لێکۆڵینەوە و پەرەسەندنی تەکنەلۆژیا، نوێکاری تەکنیکی، دروستکردنی بەرهەمە باشەکان بۆ صنعتی ئیندەکتەر، و یارمەتیدان لە پەرەسەندن و بەکارهێنانی بەرهەمە کارەباییەکان دەبێت.
5- تاقیکردنەوە و دڵنیابوون
بۆ تاقیکردنەوە و پشتڕاستکردنەوەی دواتر، تکایە سەرچاوە بکەرە سەر: 03- چکارکردنی دیزاینی سوودانەوەی یەکەمی پێوەری کارهێنانی کۆنتڕۆڵکەری دۆمەینی ئۆتۆمبێلی Qualcomm: تێگەیشتن لە پێوانەی تاقیکردنەوەی کارایی .
[ئاماژە]
1.LM25149-Q1：ti.com.cn/product/cn/LM25149-Q1
2.BUK9K6R2-40E： https://www.nexperia.cn/product/BUK9K6R2-40E
EN