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2018.05.10 DC/DC

DC/DC转换器的PCB板布局概述

DC/DC转换器的基板布局

DC/DC转换器:设计篇,开始新的篇章“DC/DC转换器的PCB板布局”。

关于DC/DC转换器的设计,电路结构和元器件选型当然非常重要,PCB板布局同样很重要。即使电路图纸和元器件常量正确,如果PCB板布局不当也无法发挥预期性能,甚至无法正常工作。这样说好像很夸张,但事实上“试制了却运行不理想”之类的问题多数是由PCB板布局引起的。
另外,“噪声较多,但暂且动起来了”之类的状态,作为电源可能“暂且”还可以,但因产生的噪声导致系统的S/N下降,甚至发展到无法满足系统规格的问题案例也不在少数。

就PCB板布局引发的问题而言,包括输出噪声(含峰波和振荡)、调节劣化、工作不稳定。很多情况下,这些问题可通过恰当的布局来解决。本章就以下项目进行“恰当的布局”说明。

Figure 3-a. 理想的输入电容器配置

Figure 3-a. 理想的输入电容器配置

  • 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
  • 导通孔的电阻、电感、容许电流
  • 噪声对策:拐角布线、传导、辐射
  • 噪声对策:缓冲、Boot电阻、栅极电阻

首先是PCB板布局的要点。请注意这些要点的基础上阅读本章会更容易理解。

PCB布局的要点

  • 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

接下来将介绍考虑布局时的基础–开关电源电路的电流路径。

关键要点:

・在开关电源的设计中, PCB布局设计与电路设计一样重要

・布局不当会引发噪声、调节劣化、不稳定等问题