DC/DC转换器的基板布局-小结

在DC/DC转换器设计篇“DC/DC转换器的PCB板布局”中，曾对以下项目进行了介绍。本文将汇总各项目的关键词作为总结。

降压型转换器工作时的电流路径

开关节点的振铃

输入电容器和二极管的配置

散热孔的配置

电感的配置

输出电容器的配置

反馈路径的布线

接地

铜箔的电阻和电感

噪声对策：拐角布线、传导噪声、辐射噪声

噪声对策：缓冲电路、自举电阻、栅极电阻

首先，在“PCB布局的要点”中介绍了整体通用的要点。这些是最全面清晰的要点总结，因此在这里也先列出这些要点。

PCB布局的要点（整体）

将输入电容器和二极管在与IC引脚相同的面，尽可能地配置在IC最近处

必要时配置散热孔

电感可使来自开关节点的辐射噪声最小化，因此，虽然重要程度仅次于输入电容器，也需要配置于IC的附近

铜箔图形面积不要过大

输出电容器配置于电感附近

反馈路径的布线尽量远离电感和二极管等的噪声源

拐角布线圆弧状

降压型转换器工作时的电流路径

关键要点

・进行PCB板布局（设计）时，了解降压型转换器的电流路径是非常重要的。

・开关稳压器的开关动作引发的电流急剧ON/OFF，如果不通过恰当的布局来处理，将对电路工作和其他产生不良影响。

开关节点的振铃

关键要点

・实际的印刷电路板中，存在电路图中没有的寄生电容和寄生电感。

・寄生成分可能引发振铃等问题。

・PCB板布局要记住这些要点，争取最佳布局。

输入电容器和二极管的配置

关键要点

・最好最先从输入电容器和二极管的配置开始。

・将输入电容器和二极管在与IC引脚相同的面，尽可能地配置在IC最近处是铁则。

・寄生电感会导致噪声，因此导通孔的使用需要充分探讨。电流开关的位置需要注意。

散热孔的配置

关键要点

・散热孔是利用贯通PCB板的通道（过孔）使热量传导到背面来散热的手法。

・散热孔要配置在发热体的正下方或尽可能靠近发热体。

电感的配置

关键要点

・电感要尽量配置在IC附近。

・铜箔面积不可过大。

・电感的正下方不可配置GND层。也要极力避免配置信号线。

・电感引脚的布线不要太近。

输出电容器的配置

关键要点

・输出电容器要尽量配置在电感附近。

・为减少高频噪声的传导，CIN的GND和CO的GND要离开1～2cm配置。

反馈路径的布线

关键要点

・输出端的反馈信号线要远离开关节点。如果引发噪声将可能导致误差或误动作。

・还有一种方法是经由过孔在PCB板背面布线。

接地

关键要点

・AGND和PGND需要分离，原则上PGND不要分隔且配置在顶层。

・如果分隔PGND而通过过孔在背面连接，则受过孔电阻和电感的影响，损耗和噪声将会增加。

・公共地、信号地和PGND的连接，要在开关噪声较少的输出电容器附近的PGND进行。

铜箔的电阻和电感

关键要点

・了解PCB板的基本结构。

・铜箔的电阻表现为电压降，具有温度依赖性。

・要注意铜箔的电感在某些情况下会引发高电压。

・要降低电感值，缩短布线是有效方法

噪声对策：拐角布线、传导、辐射

关键要点

・拐角布线要设计为圆弧状，以减少布线阻抗的变化并抑制噪声。

・噪声引脚电压（传导发射，Conducted Emission）的对策是根据噪声频率来选用磁珠或π型滤波器。

・噪声电场强度（辐射噪声）的对策是优化输入电容器配置和调整开关波形的陡峭程度。

噪声对策：缓冲电路、自举电阻、栅极电阻

关键要点

・缓冲电路可减少开关的振铃，但效果和损耗之间存在权衡（ Trade-off）关系。

・自举电路增加电阻可减少上升时的噪声，但MOSFET的开关损耗会增加。

・在栅极插入电阻可降低上升和下降时的噪声，但MOSFET的损耗会增加。另外，如果是MOSFET内置型的IC则无法插入电阻。

至此，“DC/DC转换器的PCB板布局”介绍完毕。

审核编辑 黄宇

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