DC/DC轉(zhuǎn)換器的基板布局-小結(jié)

在DC/DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計篇“DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB板布局”中，曾對以下項目進行了介紹。本文將匯總各項目的關(guān)鍵詞作為總結(jié)。

降壓型轉(zhuǎn)換器工作時的電流路徑

開關(guān)節(jié)點的振鈴

輸入電容器和二極管的配置

散熱孔的配置

電感的配置

輸出電容器的配置

反饋路徑的布線

接地

銅箔的電阻和電感

噪聲對策：拐角布線、傳導噪聲、輻射噪聲

噪聲對策：緩沖電路、自舉電阻、柵極電阻

首先，在“PCB布局的要點”中介紹了整體通用的要點。這些是最全面清晰的要點總結(jié)，因此在這里也先列出這些要點。

PCB布局的要點（整體）

將輸入電容器和二極管在與IC引腳相同的面，盡可能地配置在IC最近處

必要時配置散熱孔

電感可使來自開關(guān)節(jié)點的輻射噪聲最小化，因此，雖然重要程度僅次于輸入電容器，也需要配置于IC的附近

銅箔圖形面積不要過大

輸出電容器配置于電感附近

反饋路徑的布線盡量遠離電感和二極管等的噪聲源

拐角布線圓弧狀

降壓型轉(zhuǎn)換器工作時的電流路徑

關(guān)鍵要點

?進行PCB板布局（設(shè)計）時，了解降壓型轉(zhuǎn)換器的電流路徑是非常重要的。

?開關(guān)穩(wěn)壓器的開關(guān)動作引發(fā)的電流急劇ON/OFF，如果不通過恰當?shù)牟季謥硖幚?，將對電路工作和其他產(chǎn)生不良影響。

開關(guān)節(jié)點的振鈴

關(guān)鍵要點

?實際的印刷電路板中，存在電路圖中沒有的寄生電容和寄生電感。

?寄生成分可能引發(fā)振鈴等問題。

?PCB板布局要記住這些要點，爭取最佳布局。

輸入電容器和二極管的配置

關(guān)鍵要點

?最好最先從輸入電容器和二極管的配置開始。

?將輸入電容器和二極管在與IC引腳相同的面，盡可能地配置在IC最近處是鐵則。

?寄生電感會導致噪聲，因此導通孔的使用需要充分探討。電流開關(guān)的位置需要注意。

散熱孔的配置

關(guān)鍵要點

?散熱孔是利用貫通PCB板的通道（過孔）使熱量傳導到背面來散熱的手法。

?散熱孔要配置在發(fā)熱體的正下方或盡可能靠近發(fā)熱體。

電感的配置

關(guān)鍵要點

?電感要盡量配置在IC附近。

?銅箔面積不可過大。

?電感的正下方不可配置GND層。也要極力避免配置信號線。

?電感引腳的布線不要太近。

輸出電容器的配置

關(guān)鍵要點

?輸出電容器要盡量配置在電感附近。

?為減少高頻噪聲的傳導，CIN的GND和CO的GND要離開1～2cm配置。

反饋路徑的布線

關(guān)鍵要點

?輸出端的反饋信號線要遠離開關(guān)節(jié)點。如果引發(fā)噪聲將可能導致誤差或誤動作。

?還有一種方法是經(jīng)由過孔在PCB板背面布線。

接地

關(guān)鍵要點

?AGND和PGND需要分離，原則上PGND不要分隔且配置在頂層。

?如果分隔PGND而通過過孔在背面連接，則受過孔電阻和電感的影響，損耗和噪聲將會增加。

?公共地、信號地和PGND的連接，要在開關(guān)噪聲較少的輸出電容器附近的PGND進行。

銅箔的電阻和電感

關(guān)鍵要點

?了解PCB板的基本結(jié)構(gòu)。

?銅箔的電阻表現(xiàn)為電壓降，具有溫度依賴性。

?要注意銅箔的電感在某些情況下會引發(fā)高電壓。

?要降低電感值，縮短布線是有效方法

噪聲對策：拐角布線、傳導、輻射

關(guān)鍵要點

?拐角布線要設(shè)計為圓弧狀，以減少布線阻抗的變化并抑制噪聲。

?噪聲引腳電壓（傳導發(fā)射，Conducted Emission）的對策是根據(jù)噪聲頻率來選用磁珠或π型濾波器。

?噪聲電場強度（輻射噪聲）的對策是優(yōu)化輸入電容器配置和調(diào)整開關(guān)波形的陡峭程度。

噪聲對策：緩沖電路、自舉電阻、柵極電阻

關(guān)鍵要點

?緩沖電路可減少開關(guān)的振鈴，但效果和損耗之間存在權(quán)衡（ Trade-off）關(guān)系。

?自舉電路增加電阻可減少上升時的噪聲，但MOSFET的開關(guān)損耗會增加。

?在柵極插入電阻可降低上升和下降時的噪聲，但MOSFET的損耗會增加。另外，如果是MOSFET內(nèi)置型的IC則無法插入電阻。

至此，“DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB板布局”介紹完畢。

審核編輯黃宇

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