Lätt CAT4101 LED Driver (3 / 7 steg)
Steg 3: PCB
Det finns inte en massa särskilda överväganden när du designar PCB. Jag har tagit min gerber och Eagle filer. Zippade gerber filer är de exakta som jag skickade till Seeedstudio, så det borde vara några problem med dem, och skulle komma tillbaka utan problem. Silkscreen på styrelsen som säger "18.5V max" var något jag sätta på som en del av mina större projekt. Detta, i själva verket klarar 25V.
Värme:
CAT4101 måste släppa alla överspänning som lysdioderna gör inte på hög ström, betyder det en hel del makt. CAT4101 kommer i ett paket som kallas en D2PAK5. Den är speciellt utformad att avyttra värme genom pad och till PCB. PCB måste därför ha en termisk kapacitet att hantera värmen från CAT4101.
I min undersökning av föraren, fick CAT4101 aldrig ens varma. PCB är utformat så att det finns en exponerad yta på koppar under CAT4101. Denna pad kan vara lödas till koppar att skapa gränssnitt för värme att gå från CAT4101 till PCB. (se bild)
Soldering pad att PCB är lättare sagt än gjort! I alla fyra försök blev resultatet inte bra! Jag är fortfarande inte säker varför - det kunde ha varit vias att jag placerade under kudden eller att min lödkolv var bara inte tillräckligt - varmt men lödtenn vägrade att flöda under CAT4101. Också, den exponerade koppar pad var inte tillräckligt stor och lödning på vänster och höger kanterna var omöjligt. Jag gjorde dock hetta vias under kudden och tillämpa lödtenn. Det flödas igenom till andra sidan, men eftersom jag inte kunde se den andra sidan mellan CAT4101 och pad, jag är inte säker på om detta hjälpt eller inte. Summan av kardemumman är: när du testar varje förare med upp till 12V och 600mA, det fanns en märkbar förändring i temperatur både CAT4101 eller PCB, men de fick aldrig för varm att vidröra. Testa CAT4101 under normala driftsförhållanden kontrollera temperatur. Symtom på en överhettning CAT4101, förutom värmen, är LED(s) blinkande IC går in och ut ur värmeskydd.
Mark:
Skapa en marken plane(s) på PCB är en god praxis. Detta ger enkel åtkomst till marken, samt skapar en liten kapacitans mellan mark och makt järnväg spår. Kapacitansen är som en frikoppling kondensator, minska buller och transienter. De extra vias skall hjälpa till att sprida värme från det översta lagret planet botten lager plan.
Men kan detta ha negativa effekter. Kapacitans mellan PWM tracen och jordplanet kan förstöra en högupplöst PWM-signal. Med hjälp av TLC5940 (12-bitars upplösning, 240Hz PWM) som ett exempel, signalen kan ha en period av mikrosekund:
1/240 Hz = 0.00416667s
0.00416667s/4096 = 0.000001s
1/0.000001s = 1 MHz
Andra:
Enligt databladet, en 0.1uF kondensator måste placeras så nära som möjligt till VIN och GND stiften i CAT4101. Detta förhindrar buller och power svängningar från att få in och påverka de nuvarande gräns och avstängning mekanismerna som LED.