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深亞學(xué)堂 | PMU電源管理單元布局

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發(fā)表于 2023-5-25 16:52:25 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
PMU(全稱Power Management Unit),即電源管理單元,是一種高度集成、針對便攜式應(yīng)用的電源管理方案,它將傳統(tǒng)分離的若干類電源管理器件,如直流/直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC)、低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)集成到一個封裝里,縮小了組建數(shù)量和板級空間之余,同時實現(xiàn)更高的電源轉(zhuǎn)換效率,其功耗更低。

% [9 N: q( K+ e3 p3 w+ N$ b9 d) D, k, [
一、PMU一般組成內(nèi)容
1)DC/DC開關(guān)電源
2)LDO低壓差線性穩(wěn)壓電源
3)控制部分的電阻、電容

# T# P. r5 i- `4 T

& w& P2 Y2 B5 H  Z& PPMU多被用于消費電子特定主芯片配套的電源管理集成單元,能提供給主控和其他外設(shè)不同電壓的電源、以及同電壓電源供給不同工作單元,如相機、射頻等。為了節(jié)省能耗,還配備有開關(guān)機控制電路,另外還有充電控制等,對過壓、欠壓、過溫等有額外的保護(hù)電路,使所有單元能正常工作。
此處為例的PMU封裝采用TQFN-48(6x6),有占用空間小,適用于越來越小的電子產(chǎn)品需求,功耗更低、更高效的轉(zhuǎn)換效率讓電子產(chǎn)品使用得更加持久。
4 Y) n' G& q- |

, N2 H6 o7 M' _( k: C
二、PMU模塊的布局順序
一般針對PMU模塊,會先對其DC/DC開關(guān)電源模塊進(jìn)行優(yōu)先布局,相對小電源LDO則是次之,最后才是控制電路部分。
- J# y# B3 a9 o7 F7 j
——————————————————————————————————
使用原理圖與PCB文件的交互選項,能大大提高以下模塊布局的效率
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0 V6 b. h5 K7 n1 N
3 f; z* A, L7 i& ?
1、DC/DC模塊布局
  • 先找出輸入、輸出的電源主干道
    4 D, b+ I3 Q/ s1 R7 z' \  P
+ n5 p; \& {4 O' ^& x
分析原理圖,明確電源的輸入輸出的主回路,把輸入輸出的元器件進(jìn)行分離

3 X$ W! J3 u* [$ ^% Y7 l
  • 輸入部分的濾波電容需要靠近IC管腳
    * u+ k5 M4 a0 y- D
注意大小電容的放置原則,從電源輸入路徑上看,先經(jīng)過(容值)大電容,再經(jīng)過小電容;至于為何要放置在IC管腳附近,是因為盡量使干擾在經(jīng)過電容以后,以最小的絕對路徑進(jìn)入電源芯片,使得電源在傳輸過程中,不容易受到外界干擾
) m1 k& s3 s0 z/ o5 B6 m# B
  • 對電源部分進(jìn)行“一字型”或“L型”布局
    7 n* U- C! Z  m. Z/ P7 x3 h

" c6 d* d" ~! i4 n" t$ W
對于使用到的目標(biāo)電源芯片需要查找相關(guān)的DataSheet,如下圖,查看是否有關(guān)于布局及布線的推薦說明,沒有時,可對電源部分進(jìn)行“一字型”或“L型”布局,可使電流的路徑最短,電源損耗也最少
3 }: F" @8 D9 G; T
根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,變化的磁場可以激發(fā)渦旋電場,變化的電場可以激發(fā)渦旋磁場;電場和磁場它們相互聯(lián)系、相互激發(fā)組成一個統(tǒng)一的電磁場。磁場在相同方向時,其產(chǎn)生的影響會相互疊加,相互垂直時所產(chǎn)生的影響能相互抵消,因此,對于輸出多路的開關(guān)電源盡量使相鄰的電感垂直放置。

) t" h- Q8 y' t" p8 v6 V  d) [% Z3 H" D

8 {' a0 O. d& J/ V$ w5 W2 Z上圖從外界的電源輸入,到輸出,布局呈“一字型”

  h% o3 e' n) T& }
  • 根據(jù)空間合理性以及工藝,合理地選擇擺放器件的層,盡量考慮到后期走線! J: Z/ O0 _6 }( e) b, X

* r( z+ G3 e1 B. q
& R  y9 g! M) \
其中需要注意的是:優(yōu)先完成單個通道的模塊電路布局,其他相同的模塊電路的其他通道,可以參考前一個通道的布局方式。

& T& w5 o1 e# j8 s, G; n2、LDO模塊布局
根據(jù)電源流向,大致規(guī)劃走線路徑,并靠近電源芯片進(jìn)行放置。找出輸入、輸出的電源主干道

  O0 b1 P6 q; Y: c# |
  • 濾波電容也同樣按照(容值)先大后小、就近(電源芯片管腳)原則放置! P  f* h& c* O& L# _- l) g
  N/ W( _3 Q" `6 v2 m. ~* ^1 z0 ~
/ `1 ]6 c! e( s0 K7 c5 f
3、控制部分布局
由于控制部分傳輸?shù)氖怯行щ娖叫盘枺瑐鬏斁嚯x對其產(chǎn)生的影響遠(yuǎn)不及電源部分的大,因而其電路中的少量元件可以進(jìn)行插空布局。對于空間的考慮,可以適當(dāng)采用頂?shù)踪N件的方式,合理利用布局空間,縮小板子的布局布線體積。
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發(fā)表于 2023-5-26 10:49:54 | 只看該作者
建議電感底部不要放置元件  以免干擾
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