開關(guān)模式電源電路板布局的黃金法則

本文介紹了實現(xiàn)優(yōu)化電路板布局的基礎(chǔ)，即 開關(guān)模式電源設(shè)計的關(guān)鍵方面。良好的布局 確保開關(guān)穩(wěn)壓器的穩(wěn)定運行，并最大限度地減少 輻射干擾以及傳導干擾 （EMI）。這是廣泛的 被電子開發(fā)人員所熟知。然而，不為人所知的是 開關(guān)模式電源的優(yōu)化電路板布局應(yīng)該是什么樣子的。

圖 1 顯示了 LT8640S 評估板的電路。這是一個降壓（降壓） 開關(guān)穩(wěn)壓器可承受高達 42 V 的輸入電壓，設(shè)計自如 輸出電流高達 6 A。所有組件都放置得非常緊湊。 一般建議在電路板上盡可能緊密地放置組件。雖然這種說法不是假的，但也不是特別 如果目標是獲得優(yōu)化的電路板布局，則適用。在圖 1 中，有 開關(guān)穩(wěn)壓器IC周圍有相當多的無源元件。 這些無源元件中的哪一個優(yōu)先于其他元件 安置，為什么？

圖1.LT8640S開關(guān)穩(wěn)壓器的電路板具有緊密間隔的組件，因此具有緊湊的電路板布局。

在開關(guān)穩(wěn)壓器PCB設(shè)計中，最重要的規(guī)則是布線走線 承載盡可能短的高開關(guān)電流。如果成功實施此規(guī)則，開關(guān)穩(wěn)壓器的電路板布局的很大一部分 將得到妥善解決

在電路板布局中實施此黃金法則的最簡單方法是什么？ 第一步是找出開關(guān)穩(wěn)壓器拓撲中的哪些路徑是 危急。在這些路徑中，電流隨著開關(guān)轉(zhuǎn)換而變化。 圖2所示為降壓轉(zhuǎn)換器（降壓拓撲）的典型電路。 關(guān)鍵路徑顯示為紅色。它們是連接線，其中 全電流或無電流流動，具體取決于電源開關(guān)的狀態(tài)。 這些路徑應(yīng)盡可能短。對于降壓轉(zhuǎn)換器，輸入 電容器應(yīng)盡可能靠近 V在引腳和接地引腳 開關(guān)穩(wěn)壓器IC。

圖2.降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器和電流快速變化的路徑示意圖以紅色顯示。

圖3顯示了采用升壓拓撲結(jié)構(gòu)的電路的基本原理圖。這里 低電壓轉(zhuǎn)換為較高電壓。再一次，當前路徑在 圖中顯示了電流隨電源開關(guān)的開關(guān)而變化 紅色。有趣的是，輸入電容的位置根本不重要。 最關(guān)鍵的是輸出電容的放置。它必須盡可能接近 盡可能連接到反激二極管（或高邊開關(guān)）以及接地 連接低邊開關(guān)。

圖3.升壓型開關(guān)穩(wěn)壓器和電流快速變化的路徑示意圖以紅色顯示。

之后，可以檢查任何其他開關(guān)穩(wěn)壓器拓撲，以產(chǎn)生有關(guān)開關(guān)電源開關(guān)時電流如何變化的信息。 經(jīng)典的方法包括打印出電路并繪制電流， 使用三種不同顏色的筆。一種顏色用于指示當前 導通時間（即電源開關(guān)傳導電流時）的流動。 第二種顏色顯示關(guān)斷期間的電流，即當 電源開關(guān)已關(guān)閉。最后，第三種顏色用于所有路徑 僅以第一種顏色標記或僅以第二種顏色標記。關(guān)鍵路徑， 其中電流隨著電源開關(guān)的切換而變化，可以 然后被清楚地識別。

缺乏經(jīng)驗的電路設(shè)計人員通常認為開關(guān)穩(wěn)壓器的電路板布局是黑魔法。最重要的規(guī)則是設(shè)計跡線， 其中電流隨著開關(guān)轉(zhuǎn)換而變化，盡可能短 并盡可能緊湊。這很容易解釋，遵循邏輯關(guān)系，并且是在開關(guān)模式電源下優(yōu)化電路板布局的基礎(chǔ)。 供應(yīng)設(shè)計。

審核編輯：郭婷