自从 40 多年前,第一款开关电源问世以来,PCB 的布局就一直是电力电子设计中不可或缺的一环。无论采用哪种晶体管技术,我们必须理解和管理 PCB 布局产生的寄生阻抗,确保电路正确、可靠地运行,而且不会引起不必要的电磁干扰(EMI)。
尽管现代的宽禁带功率半导体不像早期的硅技术那样,存在严重的反向恢复问题,但其较快的开关转换,会导致其换向 dv/dt 和 di/dt 比前代硅技术更加极端。应用说明对 PCB 布局提供的建议通常是“尽量减小寄生电感”,但实现这一点的最佳方法并不总是清晰明确。此外,并非所有导电路径都需要有尽可能低的电感:例如,与电感器的互连——显然该路径中已经存在电感。
当然,尽可能降低所有互连电感,并同时消除 PCB 上的所有节点到节点的电容是不可能的。因此,成功的PCB 布局的关键在于,理解在开关电子器件中,哪些地方的阻抗是真正重要的,以及如何减轻这种不可避免的阻抗带来的不良后果。
为此,我们的英飞凌工程师为您列出了10项优化GaN PCB的建议:
1、考虑晶体管开关时电流将流向何处
2、布局电感可能在电路的某些部分很重要,但在其他部分并不重要
3、利用薄介质的 PCB 层对,将布局电感最小化
4、避免偏离 “上/下同路”,造成横向循环
5、任何 SMT 封装的封装电感不一定是固定值
6、使用顶部冷却的 SMT 封装,独立优化电气和热路径
7、在栅极驱动电路的回流路径中使用平板
8、防止容性电流
9、使接地参考电路远离高压侧栅极驱动电路
10、保持开关节点紧凑
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