本帖子从1、设计分析,2、原理图构建,3、PCB layout三个部分来记录使用MPM3519和MOS组成的带保护功能的PCIE接口供电板卡
1、设计分析
PCIE_AI图形加速卡在不使用电脑PCIE接口供电时,该如何供电呢,尤其是在做全功能EVAL开发板时,可能会外接电机、高亮度显示屏整体电源需求比较大,因此需要一块专门的PCIE_POWER板卡来将输入电源进行降压到12V电源轨,方便PCIE_AI图形加速卡和其他扩展模块的使用。
图片——整个电源系统
同时,为了方便使用,PCIE_POWER使用三路电源输入,输出一路12V。第一路是5.08mm间距接线端子的输入,第二路是XT30接口的输入,第三路是CH224K诱骗的PD输入。这三路尤其是PD,输入电压可能比较小,每路输入需要带放反接功能,以避免电源均连接时发生倒灌。
需求总结:本板卡输入12V~60V,输出12V,最大电流达到10A。三路输入,一路输出,每路均要带保护功能。
2、原理图构建
三路的输入接口
每路输入均采用以下设计,在TVS和自恢复保险丝的保护下,分别过滤超高电压和过流,二极管保护MOS管,R3和R6分压来驱动MOS管,防止VIN电流倒灌进VIN_1.
(插眼,这里的MOS管有说法的,后面焊接后发现一上电,三个灯全亮了)
三路输出VIN_1,VIN_2,VIN_3各一个状态LED,判断是否有电压,VIN是保护过后的,降压前的状态LED,12V是降压后的状态LED。
MPM3519和上一块板卡是同样的原理图设计。
3、PCB layout
图片——PCB布局
为降低成本,PCB采用两层板设计,大面积铺铜和过孔来降低发热。
MPM3519的PCB Top面禁止铺铜,以方便焊接加热。
由于MPM3519的电源输入引脚分布在两侧,因此采用在PCB的bottom层铺铜连接VIN网络,bottom层转换到Top层时候采用内径15.7mil,外径21.7mil的大过孔方便电流通过。
输入和输出的电源引脚均采用布线的方式连接到电容焊盘上,GND引脚连接到电容焊盘上或者布线走到GND网络铺铜区域。
除开刚才提到的,bottom层方便电源输入引脚的VIN网络,其余的bottom是一个比较完整的GND平面,除开部分散热过孔的隔离。
从接线端子到TVS再到保险丝最后再到MOS管,均采用大面积铺铜的连接方式。MOS的驱动电阻采用0805封装,MOS管的S和D引脚均打了过孔方便散热。最后, 三个MOS保护后的VIN电源网络采用大面积铺铜连接到MPM3519。










