步进电机驱动方案 BoosterPack升压DRV8711-第四部分

在我之前的文章中，我们拼凑了一个系统，找到了我们的组件，征服了强大的原理图并进行了审查、审查和审查。上次，我讨论了一些常见的布局错误、最佳实践以及我们如何确保印刷电路板 (PCB) 的最佳性能。由于这篇文章的受欢迎程度，我决定就该主题贡献一些额外的花絮。

知道其中许多技巧都是工程经验法则，有关 PCB 布局设计的更多详细信息，你可以在网络上查看大量可用资源。

以下是德州仪器关于正确布局实践和设计的一些应用说明：

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我们今天要讨论的三个主题是……

1.      PCB 元件放置

2.      热性能

3.      接地…接地…接地…

1.      PCB 元件放置

布局设计中最关键的时刻之一将在你开始布线之前发生。了解组件的放置位置将确保系统紧凑且性能最佳。原理图实际上是开始确定应在何处分组和放置组件的最佳位置之一。不要随意放置组件，而是尝试按照你设想的布局方式组织你的原理图。这将为你移动到设计的布局部分提供一个起点。许多组件，例如电机驱动器，将 IC 引脚的一侧用于功率级（电机、FET、电流检测等），另一侧用于控制（GPIO、PWM、去耦等）。IC 的简单旋转有时可以使布局更简单。

别！

避免使用难以分离各个子系统的组件集群。尽量确保任何阅读你的原理图的人都可以快速挑选出主要功能和关键组件。

*图片仅供参考

做！

尝试清楚地标记组或页面，以显示整体设计的各个子系统。这将帮助人们快速理解你的原理图，并有可能在未来很多年帮助某人调试你的系统。

别！

避免在布局中丢失“流”。我所说的“流程”是指确保你的设计从子系统平滑过渡到子系统。每个子系统应保持紧凑的形式，然后通过适当的信号移动到下一个。

在 PCB 周围跳跃的信号会占用空间并且难以调试。

做！

通过保持适当的“流程”，你将减小整体电路板尺寸、简化调试并总体拥有一个性能更好的系统。

一个常见的技巧是让顶层上的走线沿一个方向移动，而底层上的走线沿垂直方向移动。在下图中，你可以看到顶层的迹线倾向于在垂直方向上移动，而底层上的迹线会在水平方向上移动（不可见）。这避免了走线被“阻塞”的情况，并有助于确保更连接的“GND”平面。

2.     热性能

在布局完成之前经常被遗忘的一个关键设计因素是设计的散热效果。所有组件都会产生热量。多少是多种因素的问题。确定罪魁祸首将有助于确定你是需要主动冷却（风扇、水等）还是应该使用被动冷却（散热器等）。通常，主要的热发生器也是处理电流最多的组件（功率 MOSFET、检测电阻器、连接器、功率电感器等）。

别！

在这里，主要的热源（功率 MOSFET Q1-Q4、检测电阻器 R1-R2、电机预驱动器 U1 和连接器 J5-J6）连接到最小的铜面积，从而最大限度地减少热耗散。

它们将限制系统可以驱动的电流量并降低整体性能。

做！

现在，主要的热量发生器（功率 MOSFET Q1-Q4、检测电阻器 R1-R2、电机预驱动器 U1 和连接器 J5-J6）通过缝合的大型铜平面大量连接。

底层专用于提供额外的铜面积以改善散热。

3.      接地…接地…接地…

PCB“GND”可能是设计中最关键的因素。接地问题很难调试，因此从一开始就确保正确的设计可以节省无数小时的头痛。我通常建议大多数设计尽可能使用“GND”平面。“GND”平面将改善散热，并降低“GND”电阻/电感。尽管可以单独布线每个“GND”走线，但通常会忽略返回路径或“GND”环路。一个简单的“GND”位置将消除我们看到的许多常见问题。这在 4 层设计中更容易完成，但在 2 层设计中仍然可以通过仔细布线信号迹线来实现。适当的接地是一种艺术形式，如果你真的想深入了解，我将再次将你指向网络。