¿Qué en una PCB digital podría afectar la salida del convertidor elevador?

Aquí hay un fragmento de la hoja de datos que debería haber seguido. Como puede ver, su PCB parece como si alguien estuviera usando intencionalmente cada recomendación al revés . Especialmente ese rastro del pin 1 es escandaloso. Sugiero tirar su diseño existente y comenzar desde cero.

Un consejo que podría ayudar: no se apresure a colocar componentes y comenzar a rastrear. En primer lugar, rote y mueva los componentes para minimizar la longitud del nido de ratas tanto como sea posible y para reducir las intersecciones, teniendo siempre en cuenta los requisitos específicos para las trazas importantes.

Tenga en cuenta que si bien el diseño sugerido en la hoja de datos sigue la mayoría de las reglas, está lejos de ser óptimo. Al colocar los componentes más cerca y con un poco de rotación aquí y allá, la mayoría de las trazas se pueden acortar al menos a la mitad. Los capacitores deben moverse más cerca de los pines del regulador (reglas n.° 1 y n.° 3) y los VIA térmicos deben agregarse a GND (regla n.° 2). Aquí hay un ejemplo de tal reordenamiento:

Otro consejo, específico para aplicaciones de energía, es tener en cuenta que los sistemas CAD limitan el ancho de trazo máximo posible según las holguras locales de los pines. Por lo tanto, después de realizar todas las conexiones necesarias, debe complementarlas con zonas de cobre para la capacidad de corriente y la disipación térmica. Como alternativa, puede realizar todas las conexiones solo con zonas de cobre, asegurándose de desactivar su separación térmica.

Finalmente, como señaló @Andyaka, el inductor que ha usado no es adecuado. Nuevamente, es como si alguien tomara la hoja de datos e hiciera lo contrario de lo que está escrito allí.

Se ha tomado muchas libertades en este diseño, especialmente en el diseño, pero creo que una preocupación importante es algo que insinuó sin darse cuenta en el segundo comentario debajo de la pregunta: -

La alta corriente también es de hasta 500 mA.

Entonces, espera una corriente de salida de hasta 500 mA. Eso es a 12 voltios, por lo tanto, la corriente de entrada en el amplificador será mucho más de 500 mA. Dices esto en otro comentario: -

El voltaje de entrada es de 3,7 voltios (celda suministrada) y la salida debe ser de 12 voltios.

Entonces, suponiendo que la salida de energía es el 90% de la energía de entrada, parece que la corriente de suministro de entrada de la batería de 3,7 voltios será de aproximadamente 1,8 amperios.

Luego dice que la entrada al amplificador está controlada por un transistor y veo un FMMT720 BJT donde el colector alimenta su circuito de refuerzo. De la hoja de datos FMMT720 veo este gráfico y en él he marcado en rojo donde se producen 1,8 amperios: -

Entonces, a menos que esté manejando la base a un nivel bastante bueno, el transistor caerá varios cientos de milivoltios cuando suministre 1.8 amperios. Esto significa que el voltaje del terminal que llega a su circuito de refuerzo no es de 3,7 voltios, sino tal vez solo de 3,4 voltios y eso ahora significa que se requiere que su corriente de entrada sea de aproximadamente 2 amperios (para sostener la carga de salida) y eso hará caer aún más voltaje a través el transistor y las cosas no terminarán bien (una espiral descendente, se podría decir).

Pero ¿qué pasa con el inductor: -

Solo tiene una potencia nominal de 0,88 amperios y eso es mucho menos que 1,8 amperios. Además, hay que tener en cuenta la resistencia máxima de CC de 0,23 Ω. Está bien, es un valor máximo pero, por lo general, podría ser de 0,2 Ω y, con un flujo de 1,8 amperios, la caída de voltaje de CC es de 0,36 voltios y esa es otra reducción en el voltaje de suministro de entrada. Es posible que esté operando de manera realista con un voltaje de entrada efectivo de solo 3,0 voltios y eso requiere una corriente de entrada de más de 2,2 amperios para poder suministrar una carga de 500 mA en la salida de 12 voltios. Y también, la hoja de datos del chip dice que el valor máximo recomendado del inductor es de 22 μH; el tuyo es de 33 μH.

En mi opinión, eso no va a suceder.

Es una tormenta perfecta de componentes incorrectos, errores de cálculo y un diseño de PCB terrible.

Hacer que el nodo de conmutación sea largo es buscar problemas. Solo mire cuánto tiempo es el rastro entre el pin-1 del IC y el inductor. Necesitas hacer este bucle lo más pequeño posible. Y debe colocar los condensadores de entrada lo más cerca posible del pin de entrada del IC.

Mirando el diseño, no veo ninguna conexión desde el condensador de salida (el que está en la parte inferior izquierda, justo al lado del diodo grande) a GND. Sin ningún capacitor de salida, no puede obtener ninguna salida regulada cuando la salida está cargada.

Y amablemente escondiste el vertido de GND para que pudiéramos ver las huellas con claridad, ¿no es así? Hay un vertido de GND adecuado, ¿verdad?

Rediseñé el diseño y cambié el inductor a 22uH (protegido esta vez) y ahora funciona. Diseño de diseño adjunto a continuación si alguien está buscando una respuesta específica.