microEC 发表于 2020-4-30 05:22:54

求助,高手帮忙看下这个XL1509的电源小板,对哪个网络铺铜有利于散热

因为在这里打样,PCB的问题一并在此请教了。
前段时间薅羊毛,做了个XL1509的小板,24V转5V。焊接完成后虽然能工作,但是整个板发热严重。测温有45度,发热点在XL1509,贴片电感,SS24附近,而我5V输出电流只有630mA。
根据坛友建议,我改变了板子的布局。

我在电感的一端加了一块填充,并在有开窗,希望能加强散热。我还想问下,
1,我对哪个网络增加填充或多边形敷铜可以进一步散热?
2,多边形敷铜与焊盘联接采用隔热焊盘是不是散热效果差?
3,如果XL1509要输出5V,2A是否只要把电感加大2A,SS24换成SS34就可以了。
请高手帮忙。

pulan 发表于 2020-4-30 07:42:22

用示波器看看5V的输出波形吧,是不是振荡了,有的时候负载小了也不行。

wiser803 发表于 2020-4-30 08:42:32

楼主用的 XL1509 本来尺寸就很小(SOP8),其散热基本就靠几个引脚来实现。因为使用固定输出5V,XL1509 的4脚不作切换而直接接GND,另外5、6、7、8脚也接GND,所以散热措施:
(1)主要靠4、5、6、7、8脚,也就是要将这几脚附近的GND地坪尽可能做大就可以了。
(2)由于实际的 PCB 尺寸本身就不大,即使 GND地坪做大散热也是有限的。所以,主要就看 XL1509 转换效率如何了。初步算一下:
      (a)若按转换效率80%估算,XL1509 芯片实际功耗为: Pc = 5V*630mA*((1/ 0.8) - 1)= 0.7875W
      (b)若按转换效率90%估算,XL1509 芯片实际功耗为: Pc = 5V*630mA*((1/ 0.9) - 1)= 0.35W
            可以看到,芯片转换效率提高可以明显降低芯片热耗,因此也是一个关键点。
综上所述所,楼主可以通过检测一次边和二次边的功率,来得到芯片的实际功耗值。然后通过提高转换效率,以及增加局部PCB的面积来改善芯片热耗状况。

辣条 发表于 2020-4-30 09:05:49

低级错误太多了,滤波、去耦、地处理、环路处理一堆问题,你这板子能工作就已经很不容易了
随便找个ti的DCDC芯片手册,里面有layout指导

goodjob2 发表于 2020-4-30 09:57:56

你的功率电感体积看上去有点小,查过电感的内阻和电流参数吗?

wye11083 发表于 2020-4-30 10:33:28

辣条 发表于 2020-4-30 09:05
低级错误太多了,滤波、去耦、地处理、环路处理一堆问题,你这板子能工作就已经很不容易了
随便找个ti的DCD ...

还好吧。双面板我会努力把背面尽可能弄成一大片铜皮。

microEC 发表于 2020-4-30 11:21:41

goodjob2 发表于 2020-4-30 09:57
你的功率电感体积看上去有点小,查过电感的内阻和电流参数吗?

CD75,某宝说有0.85A

microEC 发表于 2020-4-30 11:28:02

wye11083 发表于 2020-4-30 10:33
还好吧。双面板我会努力把背面尽可能弄成一大片铜皮。

是想考虑去年所有GND的布线,换成大片多边形多边形敷铜,但是怕隔热焊盘不散热

microEC 发表于 2020-4-30 13:54:35

pulan 发表于 2020-4-30 07:42
用示波器看看5V的输出波形吧,是不是振荡了,有的时候负载小了也不行。

是想买个示波器,上次看过帖子说坛友有开店的

xly 发表于 2020-4-30 14:30:17

本帖最后由 xly 于 2020-4-30 14:31 编辑

wye11083 发表于 2020-4-30 10:33
还好吧。双面板我会努力把背面尽可能弄成一大片铜皮。

电源板不是这样布线的。
楼上说得很对,随便找个DCDC芯片手册,参考下,然后规划下尽量多的覆铜作散热

microEC 发表于 2020-4-30 15:50:11

wiser803 发表于 2020-4-30 08:42
楼主用的 XL1509 本来尺寸就很小(SOP8),其散热基本就靠几个引脚来实现。因为使用固定输出5V,XL1509 的4 ...

我上次把板正面铺成GND,发热严重,板子24*75

microEC 发表于 2020-4-30 15:51:07

辣条 发表于 2020-4-30 09:05
低级错误太多了,滤波、去耦、地处理、环路处理一堆问题,你这板子能工作就已经很不容易了
随便找个ti的DCD ...

对,我去找找

onepcb 发表于 2020-4-30 15:57:59

辣条 发表于 2020-4-30 09:05
低级错误太多了,滤波、去耦、地处理、环路处理一堆问题,你这板子能工作就已经很不容易了
随便找个ti的DCD ...

赞一个!PCB设计,功夫在PCB之外。

wye11083 发表于 2020-4-30 16:14:30

xly 发表于 2020-4-30 14:30
电源板不是这样布线的。
楼上说得很对,随便找个DCDC芯片手册,参考下,然后规划下尽量多的覆铜作散热 ...

散热是小事,纹波是大事{:sleepy:} {:sleepy:} 都不分轻重缓急的。

whuer 发表于 2020-4-30 17:30:27

说句不好听的话,这布线完全不行,一无是处
B站搜一下看看有没有 :开关电源PCB设计,

我指出一个致命的缺点:FB的两个电阻,要越靠近FB引脚越好,你离的太开

JY-MCU 发表于 2020-4-30 17:37:47

whuer 发表于 2020-4-30 17:30
说句不好听的话,这布线完全不行,一无是处
B站搜一下看看有没有 :开关电源PCB设计,



图上没有FB的电阻吧?

microEC 发表于 2020-4-30 18:15:47


以上是我参考市售产品的设计,相比较而言,最大的不同点在于他在正反面都对GND进行了大面积铺铜。
原产品上还有另外一处设计,只不过滤波电容变小

我先把GND的布线删除,换上正反面的GND铺铜,再打一版看看效果
谢谢各位指导,在这边学到不少
如各位有工控方面问题,可以多讨论

john78 发表于 2020-4-30 19:01:18

不要吓LZ,还个频率不高,只要连通,搭棚都可以

vtte 发表于 2020-4-30 20:04:36

凑合能用

xly 发表于 2020-4-30 21:23:22

wye11083 发表于 2020-4-30 16:14
散热是小事,纹波是大事都不分轻重缓急的。

电源,就是牵一发动全身。有些人说纹波大,那效率就不会高,发热就大。电源就是往往解决一个问题,其它一并就解决了。
搞电源的都知道,布线是重中之重。

117433525 发表于 2020-4-30 21:43:32

布线很重要.尽量短,尽量粗.注意地线的电流回路,还有电感的反向电动势回路.
器件选择,电感用好一点的,一体成型的电感首选.二极管用电流大点的或用两个.

hugohehuan 发表于 2020-5-1 18:48:29

官方设计教程里面的第9页再仔细品一品
http://www.xlsemi.com/technical/design_guide/XL4XX1%E8%BD%A6%E5%85%85%E7%B3%BB%E5%88%97%E4%BA%A7%E5%93%81%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%8C%87%E5%8D%97.pdf

microEC 发表于 2020-5-2 00:28:24

hugohehuan 发表于 2020-5-1 18:48
官方设计教程里面的第9页再仔细品一品
http://www.xlsemi.com/technical/design_guide/XL4XX1%E8%BD%A6%E5% ...

谢谢!终于找到出处了,我按XL1410的DEMO来处理看看

microEC 发表于 2020-5-3 02:02:16

谢谢大家提醒,交上最后答卷

20061002838 发表于 2020-5-3 05:15:43

任重而道远啊

microEC 发表于 2020-5-13 20:13:02

再来汇报下结果,我的小板与另外两个实际产品输出波形比较了一下。我的小板接26欧电阻,比较的产品除自身负载外,并接26欧电阻.
得到波形如下。
参考1,芯片用XL1509,电压波动100mV

参考2,芯片用8008TM,电压波动20mV

我的小板,芯片用XL1509,电压波动50mV

请高手指点下,每隔几个锯齿,就会出现一些杂波是怎么回事?


k2866 发表于 2020-5-16 22:40:43

dcdc已经不会困扰我了,找几个经典器件(2596/5430等)好好看看厂家的应用手册就可以了。不要看国产器件的!

microEC 发表于 2020-6-10 06:07:46

再顶一下,近来听B站唐老师讲DCDC电源,老师一直强调要用X7R电容,想请教下,X5R跟X7R除了在温度范围有差别外,还有其他的差别吗?难道是电源部份温升大,X5R就是用不了

pulan 发表于 2020-6-10 07:41:54

microEC 发表于 2020-6-10 06:07
再顶一下,近来听B站唐老师讲DCDC电源,老师一直强调要用X7R电容,想请教下,X5R跟X7R除了在温度范围有差别 ...

电容的核心竞争力是ESR的大小!

ackyee 发表于 2020-6-10 08:43:53

microEC 发表于 2020-6-10 06:07
再顶一下,近来听B站唐老师讲DCDC电源,老师一直强调要用X7R电容,想请教下,X5R跟X7R除了在温度范围有差别 ...

1509本身下面就要覆铜接GND 并且表面开窗

xunke 发表于 2020-10-28 12:06:24

microEC 发表于 2020-5-3 02:02
谢谢大家提醒,交上最后答卷

还发热吗?
现在准备用XL2001固定5V输出的。

dog 发表于 2023-1-20 14:00:22

xunke 发表于 2020-10-28 12:06
还发热吗?
现在准备用XL2001固定5V输出的。
(引用自31楼)

问一下, XL1509和XL2001,哪个好?

xunke 发表于 2023-1-20 23:03:51

dog 发表于 2023-1-20 14:00
问一下, XL1509和XL2001,哪个好?
(引用自32楼)

用XL2001,输入12V 、输出5V,实测效率60%左右,有可能是轻载的原因,找个时间加重负载测测;另外,还有个问题:如果输入(12V)断开后,稍隔一会儿再输入才能正常输出5V,如果输入连续通断太快就没输出了。

dog 发表于 2023-1-21 11:34:27

xunke 发表于 2023-1-20 23:03
用XL2001,输入12V 、输出5V,实测效率60%左右,有可能是轻载的原因,找个时间加重负载测测;另外,还有 ...
(引用自33楼)

我也比较了一下数据手册,
XL1509效率低一点,价格也便宜一些,输出电流大一些3A,静态电流小一些2mA,输入电压40V低一些,多了关断功能,一种切换频率150KHz,
XL2001主要是为了车载应用吧,45V耐压应对发电机的浪涌,效率也高一些,但Iq比较差,达到4.7mA~10mA
觉得XL1509应用会广很多。
我选择XL1509了,不知道会不会有坑。
Layout方面,觉得XL1509,IN,OUT,SW三个引脚挤在一起,觉得肖特基二极管和电感都不怎么好放置。

xunke 发表于 2023-1-24 17:14:28

dog 发表于 2023-1-21 11:34
我也比较了一下数据手册,
XL1509效率低一点,价格也便宜一些,输出电流大一些3A,静态电流小一些2mA,输 ...
(引用自34楼)

XL1509 我没用过,不清楚。

xuyeqing 发表于 2023-1-24 21:02:29

条件允许的话电感尽量选用铁硅铝磁环电感!
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