MAX5977關鍵元件放置和布線指南

本應用筆記介紹了MAX5977高性能、熱插拔、電子保險絲、高邊電流檢測控制器典型設計中最關鍵元件和走線的放置和布線指南。

介紹

MAX5977A為多功能、高性能熱插拔控制器，具有電子保險絲和高邊電流檢測輸出。正確的元件放置和布線對于實現MAX5977的全部性能至關重要。在這里，我們討論特定布局/放置技術的優點和不足。

MAX5977應用框圖和工作原理圖

查看應用圖中的關鍵節點，以更好地了解MAX5977的工作和布局要求。參見圖1。標準布局技術可用于未顯示的跡線。

圖1.MAX5977電路的關鍵元件和走線應用圖。

斷路器功能比較R兩端的電壓意義到R兩端的電壓斯科姆和 R?？灯?。參見圖2。當電壓過R時意義超過任一 R 兩端的電壓斯科姆或 R?？灯?，斷路器將跳閘。所比較的電壓通常在25mV至100mV范圍內。不正確的元件放置和布局可能會導致令人討厭的跳閘或在某些故障條件下無法跳閘。

圖2.MAX5977快速和慢速斷路器功能的簡化應用圖

MAX5977的電流報告檢測R兩端的電壓意義通過 IN 和 SENSE 引腳。參見圖 3。在內部，一個增益為2500μS的跨阻放大器在CSOUT引腳上輸出電流。一個外部電阻器，R摳枝末，將該電流轉換為電壓，并與 R 一起意義，設置電路的總增益。與斷路器功能類似，在R兩端測得的電壓意義非常小，通常范圍從幾毫伏到50mV。圖 3 所示組件放置或布線不當會導致整個 R 的精度降低摳枝末。

圖3.MAX5977電流報告功能的簡化應用圖

CALSENSE引腳允許對電流報告進行單點校準。參見圖 4。外部電流源在R兩端產生已知電壓卡爾森斯。該校準電壓通過CAL引腳多路復用至外部ADC。校準電壓通常在25mV至50mV范圍內。不正確的放置和布線將導致校準過程中的錯誤，并對未來的所有電流測量產生不利影響。

圖4.簡化的應用圖，顯示了用于電流報告的單點校準電路。

布局指南

本節包括正確放置和布線的粗略指南。這些指南不是硬性規定，而是提供了一個框架，有助于最大限度地提高MAX5977的性能。雖然正確的放置和布線總是好主意，但具有更高R的電路意義值不太容易出錯。因此，具有高R的電路意義價值觀可以采取一些自由，而不會對性能產生不利影響。相反，較低的R意義價值觀需要更嚴格地遵守建議的準則。

RSENSE連接

負載連接到 R 的載流走線意義應連接到R的末端意義而不是側面。這些走線的寬度應大致為連接點處焊盤的寬度。參見圖 5。這些走線的正確連接可以防止電流密度不均勻，從而防止焊盤上的電壓差。

圖5.將大電流走線連接到R的兩端意義而不是側面。保持走線寬度大致等于連接點處的焊盤寬度。

當使用較低值的電阻時，建議使用四端（或六端）檢測電阻。如果使用雙端子檢測電阻，則通過開爾文連接將電壓檢測引線連接到RSENSE。參見圖 6。

圖6.顯示雙端子 R 上的開爾文連接的圖表意義。

差分布線連接到R的電壓檢測引線意義盡可能長，并盡可能短。

使電壓檢測引線遠離任何嘈雜的走線。

RCALSENSE、RSCOMP 和 RFCOMP

RCALSENSE（如果使用）、RSCOMP和RFCOMP應盡可能靠近MAX5977放置。保持從這些電阻到MAX5977的走線盡可能短。

從RCALSENSE，RSCOMP和RFCOMP到RSENSE的連接應直接連接到差分路由的開爾文檢測跡線。參見圖 7。

圖7.將 RCALSENSE、RSCOMP 和 RFCOMP 連接到差分布線的電壓檢測引線。

使 RCALSENSE、RSCOMP 和 RFCOMP 及其相關跡線遠離嘈雜跡線。

RCSOUT

不太重要但也很重要的是RCSOUT的放置和接地。RCSOUT 通常連接到 ADC 或其他信號調理電路（在這種情況下我們將使用 ADC）。該ADC可以位于距離MAX5977很遠的地方，或者在某些情況下可以位于不同的電路板上。MAX5977和ADC之間的接地差會降低測量精度。因此，在ADC旁邊放置和接地RCSOUT非常重要。參見圖 8。

圖8.直接在ADC或信號調理電路上接地RCSOUT。如果ADC或信號調理電路與MAX5977位于不同的電路板上，這一點尤其重要。

使 CSOUT 跟蹤遠離任何嘈雜的跟蹤。

接地

MAX5977具有兩種不同的接地：AGND和GND.AGND（引腳3和裸焊盤）連接到MAX5977內部的精密信號。連接到FCOMP和SCOMP的電流源都與AGND接地，以及其他精密信號，如圖9所示。GND（引腳13）用于數字信號，柵極下拉驅動器也如圖9所示。

圖9.MAX5977原理框圖AGND（引腳3和裸焊盤）用于精密或低噪聲電路。GND（引腳 13）用于數字電路和柵極下拉。

通過一條短走線將引腳3和裸露焊盤（均為AGND）連接在一起，如圖10所示。使用一個或多個過孔將裸露焊盤連接到接地層。注意，MAX5977的功耗將明顯小于100mW。由于散熱原因，沒有必要將大量過孔連接到裸露焊盤。

將GND（引腳13）直接連接到接地層，如圖10所示。

圖 10.將引腳 3 （AGND） 直接連接到裸露的焊盤。使用過孔或過孔將裸露焊盤連接到接地層。使用過孔將 GND 引腳（引腳 13）連接到接地層。

GATE 和SOURCE

當發生過流事件時，MAX5977通過短路FET的柵極和源極來關斷外部MOSFET。在硬短路的情況下，盡快關閉外部FET非常重要?？焖訇P斷FET可防止硬短路傳播到總線。MAX5977具有非?？斓?00ns典型響應時間和500mA短路電流。需要高短路電流來快速放電外部FET的柵源電容（CGS）。正確布線柵極和源極，以保持FET關斷時間盡可能短。

將GATE和SOURCE引腳連接到外部FET的走線應盡可能短，以盡量減少寄生電感。應使用較粗的走線，以最大限度地減小電感并支持500mA放電電流。參見圖 11。

圖 11.將柵極和源極引腳連接到具有短走線和寬走線的外部 FET。這通過最小化走線電感來縮短關斷時間。

將一切整合在一起

圖 12 顯示了一種可能的布局，其中包含上述所有建議以及其他準則。

圖 12.MAX5977的布局和布線指南摘要

路由不良的影響

在圖 13 中假設 R意義是一款 2010 尺寸的 2.5mΩ 電阻，具有 0.12in 寬焊盤。我們還假設檢測點在距離檢測電阻焊盤0.12in的地方錯誤地連接。

圖 13.檢測電阻連接不正確會導致重大誤差。

感應點和R之間的每條0.12in×0.12in走線意義將增加大約250μΩ的電阻和0.14nH的電感（注1）。圖14所示為等效電路。

圖 14.連接不正確的R的等效電路意義如圖 13 所示。

電流報告和慢跳閘斷路器具有濾波功能，不應受到增加的電感的影響。但是，增加的500μΩ電阻將產生相對于20.2mΩ檢測電阻的+5%誤差。作為參考，數據手冊當前報告誤差為±4.1%的最壞情況（注2）。這個小的路由錯誤將整體誤差從大約 ±4% 增加到 +16%/+24%。誤差增加整整 4 到 6 倍！

增加的電阻和電感都會影響快速跳閘比較器，因為它缺乏濾波。通過 R 的 10A/μs 電流瞬變意義將在2%電阻誤差之上產生額外的8.20mV誤差。更快的壓擺率將產生成比例的較大誤差。

慢速和快速斷路器門限引入的誤差可能導致MAX5977不必要地關斷下游電路。根據這些滋擾跳閘的嚴重程度，設計可能會變得不可用。

錯誤放置和布線的示例

圖 15 顯示了一個放置和布線錯誤的示例。

圖 15.MAX5977電路上放置和布線不正確的示例

筆記

注1

假設走線和接地層之間的間距為 5 mil。

為簡單起見，焊盤本身引入的錯誤已被忽略。

注2

2mV 《 （VIN - VSENSE） 《 25mV （-40°C to +85°C），

% error = （ICSOUT - （VIN - VSENSE） × 0.0025）/（25mV × 0.0025）

審核編輯：郭婷