Convertidor reductor de diseño de PCB

Estoy haciendo un diseño de PCB de un convertidor reductor de 30-50V a 12V usando el Max5033 IC. https://hojas de datos.maximintegrated.com/en/ds/MAX5033.pdf

Esta es la primera vez, estoy haciendo un diseño de PCB para un convertidor, así que me gustaría recibir orientación (en línea ya leí algunas pautas de diseño de PCB)

  1. No estoy seguro de la ubicación de C27 (el condensador de salida). Al principio, lo tenía en el lado inferior (misma capa) del IC para tenerlo más cerca del inductor y especialmente del capacitor de entrada para la ruta de corriente de retorno durante el tiempo de encendido. Pero luego visualicé que el IC estaría en el centro del bucle tanto para el tiempo de encendido como para el de apagado, por lo que lo reemplacé en la parte superior. ¿Es correcto mi razonamiento?
  2. En la hoja de datos recomiendan tener una conexión a tierra de punto de estrella. He intentado hacer esa conexión conectando la tierra del IC (pin 3 y 6) a la tierra del condensador de entrada. Pero no estoy seguro si esta es la forma de hacerlo y si esta es la mejor ubicación para hacer la conexión. Por ejemplo si lo conectara al ánodo del diodo la traza me quedaría más corta. ¿Es esto correcto?
  3. Cualquier otra recomendación sobre el diseño es muy apreciada.

NOTA: no comente los valores de los componentes, ya que podrían no ser correctos en el esquema adjunto

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EDITAR: según las respuestas y los comentarios a continuación, he realizado algunos cambios

Reduje la traza del nodo de conmutación y aumenté el ancho de las trazas que transportan la corriente de carga, en particular el nodo GND.

  1. ¿Puedes comentar si la conexión a tierra es correcta? (punto de comienzo)
  2. Y no estoy seguro de si debería disminuir el tamaño del trazo del pin LX. He leído que el nodo de conmutación puede actuar como una antena, por lo que el área debe mantenerse pequeña al mismo tiempo que el nodo de la aplicación dice que use LX (entre otros pines) para la gestión térmica.

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¿Ha mirado las Consideraciones de diseño de PCB en la hoja de datos?
por supuesto lo hice
¡Bienvenido a EE.SE! ¡Parece terrible! La distancia (o área dibujada por) U3-L3-D3-C27 debe minimizarse a toda costa. ¿Dónde está tu plano de tierra?
Entendí la parte del nodo de conmutación, pero estaba planeando usar la capa interna como plano de tierra @winny.
¿Cuántas capas totales para la PCB? ¿Cuál es el ESL y ESR de C26 y C27?
@winny 4 capas
¡Mucho mejor! ¿Qué pasa con ESL y ESR?

Respuestas (2)

Veo algunos problemas en este diseño. En los convertidores reductores, tiene 3 pines que transportan toda la corriente, y esos son VIN, GND y LX. Estos son los pines a los que debes dar prioridad en términos de ancho y largo de pista.

Mirando el diseño que muestras, no has seguido ninguna de estas reglas. Le sugiero que se asegure de que todos los componentes en LX estén lo más cerca posible del pin, teniendo prioridad en el diodo y el inductor. el capacitor de salida no necesita estar tan cerca, pero el capacitor de entrada debería.

Trate de hacer que la pista GND sea agradable y amplia, dando prioridad a la ruta GND entre el MAX5033 y el diodo y el capacitor de entrada.

En teoría, una pista de 0,5 mm debería ser suficiente en todos los casos, pero para las pistas mencionadas anteriormente, cuanto más ancha es mejor, ya que reducirá la impedancia y reducirá cualquier ruido que pueda molestarte más adelante.

Vale la pena mirar las notas de la aplicación en el sitio web de Maxim, como https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/4381 El diseño que han hecho aquí no es óptimo, pero el diseñador aquí tenía limitaciones de espacio, por lo que tuvo que ceder, pero es un buen comienzo.

Se agradecen sus comentarios: pero para usted, ¿el diodo no está lo suficientemente cerca del pin LX? y la corriente a través del inductor es "continua", entonces, ¿puede explicar por qué debería estar cerca del pin Lx?
El diodo está lo suficientemente cerca.
entonces no entiendo tu respuesta
Si observa la hoja de datos, el pin LX está conectado internamente al drenaje de un Mosfet. El diodo tiene el trabajo de sujetar los picos de voltaje que provienen del inductor. Por eso el camino entre estos tres elementos debe ser corto.
Le sugiero que mire cómo funciona un convertidor de dinero. ver aquí, para una buena explicación. radio-electronics.com/info/power-management/…
esta bien, lo entiendo ahora. es básicamente el nodo de conmutación
@puedes comentar sobre los cambios?
Se ve mucho mejor, la conexión LX-Inductor-Diodo es buena. El pin 6 del MAX5033 debe tener el mismo grosor de pista que el resto de la tierra, ya que ahí es donde termina toda la corriente del mosfet interno.
¡excelente! con respecto a la GND del IC, no estoy de acuerdo, porque la corriente a través del MOSFET jnternal fluye desde el pin Vin al pin LX. Por lo tanto, Gnd parece ser solo para la detección interna, etc.

Agregaré también mis dos centavos. Así es como suelo enrutar mis dólares. Me gusta usar rellenos de área por lo general... Nunca he tenido problemas hasta ahora.

Como dijo el usuario 156046, lo más importante es mantener los componentes LX cerca y las rutas de retorno claras y cortas.

Que tenga un lindo día

Editar : No se preocupe por el tamaño físico de los tantalios y el inductor ... Acabo de elegir algo rápido.

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gracias por compartir... lo único que me confunde es si el plano de tierra que usaste con rellenos de cobre es una mejor manera de reducir el ruido en comparación con un punto de tierra en estrella que se menciona en el IC. Al hacerlo con rellenos de cobre, las corrientes de retorno de energía pueden "perturbar" el IC, ¿verdad? Entiendo que para esta clasificación de potencia esto podría no ser un problema, pero solo quiero aprender a diseñar correctamente.
@Navario the only thing that confuses me is whether the ground plane you used with copper fills is a better way to reduce noise compared to a star ground point wich is mentioned in the IC.En realidad, si su PCB tiene un gran plano de tierra (capa inferior o capa interna) y todas las conexiones a tierra se realizan solo en este plano, significa que automáticamente realizó una conexión a tierra en estrella. Piense en el plano de tierra como un enorme "punto de estrella". Proporcionar una ruta de retorno (o tierra) de baja impedancia siempre es bueno.
Bien dicho Rohat. ¡Así!