第一部分：輸出電壓噪聲

輸出電壓波形中除了開關(guān)頻率分量的紋波以外，還存在高頻噪聲分量，如圖1所示。高頻噪聲是如何形成的呢？主要是由電路中的寄生參數(shù)造成的。在實際電路中，PCB走線存在寄生電感和電阻，輸入輸出電容會引入寄生電感和電阻，兩個不同電位的平面之間會形成寄生電容。以Buck電路為例，上下管切換的瞬間，輸入回路中的寄生電感與開關(guān)管的輸出電容諧振。因此，開關(guān)節(jié)點SW在上升和下降沿會產(chǎn)生高頻振蕩，且寄生參數(shù)越大，振蕩的幅度也越大，甚至損壞開關(guān)管。該高頻振蕩會通過SW節(jié)點與輸出VOUT之間的寄生電容耦合到輸出電壓，也就是輸出電壓中的高頻噪聲。

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圖1. Buck電路的寄生參數(shù)

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第二部分：輸出電壓噪聲的抑制

了解高頻噪聲的來源和耦合途徑，可以幫助我們有針對性地抑制輸出電壓噪聲。下面分別介紹如何通過噪聲源和耦合途徑來抑制輸出電壓噪聲。

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針對噪聲源，有如下幾種抑制方法：

1. PCB布板時盡量減小輸入高di/dt回路
Buck電路的輸入回路由輸入電容CIN, 上管HS和下管LS組成。HS和LS的開關(guān)動作導(dǎo)致輸入環(huán)路電流的非連續(xù)性，引起SW電壓的振蕩。輸入環(huán)路越大，振蕩越嚴重，開關(guān)管的電壓應(yīng)力越大。將輸入電容盡可能靠近HS和LS，保證輸入環(huán)路盡最小，可有效降低開關(guān)節(jié)點SW的振蕩，如圖2所示。

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圖2. 輸入電容位置對輸出電壓噪聲的影響

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2. 使用TI HotRod 封裝產(chǎn)品
HotRod 封裝技術(shù)將芯片內(nèi)部的die倒置，通過銅柱直接連接die 和lead frame，消除了使用wire bond引入的寄生電感，減小SW節(jié)點的振蕩，例如LMR33630。另外，如圖4所示，HotRod封裝有兩個電源VIN引腳和兩個接地GND引腳，分別位于封裝的兩端。這種引腳分配可以減少VIN和GND回路造成的寄生環(huán)路電感。如果在器件的兩邊都有對稱布局的輸入電容，等效寄生回路電感則會減半（兩個相等的并聯(lián)電感）。這可以有效地減少高的di/dt 產(chǎn)生的噪聲，相當于高頻濾波