任何直流/直流轉(zhuǎn)換器的 PCB 布局對于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的理想性能而言都至關(guān)重要。PCB 布局不良可能會破壞原本良好的原理圖設(shè)計(jì)的運(yùn)行效果。即使轉(zhuǎn)換器正確調(diào)節(jié),PCB 布局不良也意味著穩(wěn)健的設(shè)計(jì)無法大規(guī)模生產(chǎn)。此外,穩(wěn)壓器的 EMI 性能在很大程度上取決于 PCB 布局。在降壓轉(zhuǎn)換器中,對 EMI 最關(guān)鍵的 PCB 功能是由輸入電容器和電源接地端形成的環(huán)路。圖 8-56 中顯示了該環(huán)路。該環(huán)路承載大瞬態(tài)電流,在布線電感的作用下可能產(chǎn)生大瞬態(tài)電壓。過高的瞬態(tài)電壓會破壞轉(zhuǎn)換器的正常運(yùn)行。由于這種干擾,該環(huán)路中的布線必須寬且短,同時使環(huán)路面積盡可能小,以降低寄生電感。圖 8-57 展示了 LM614xxT-Q1 電路關(guān)鍵元件的建議布局。
- 將一個或多個輸入電容器盡可能靠近輸入引腳對放置:VIN1 連接到 PGND1,VIN2 連接到 PGND2。將小電容器放置在最靠近的位置。每對引腳都相鄰,簡化了輸入電容器的放置。采用 QFN 封裝時,封裝任一側(cè)都有兩個 VIN/PGND 對。這些引腳采用對稱布局,有助于更大限度地減少開關(guān)噪聲和 EMI 的產(chǎn)生。使用中間層上的寬 VIN 平面將兩個 VIN 對一同連接到輸入電源。從電源到每個 VIN 引腳對稱布線,以充分利用對稱引腳排列的優(yōu)勢。
- 將 VCC 的旁路電容器放置在靠近 VCC 引腳和 AGND 引腳的位置:必須使用短而寬的布線將該電容器連接到 VCC 和 AGND 引腳。
- 將 CBOOT 電容器盡可能靠近器件放置,并使用短而寬的布線連接到 CBOOT 和 SW 引腳:通過 VIN2 和 RBOOT 引腳之間的間隙在器件下方路由 SW 連接,從而減少 SW 節(jié)點(diǎn)的暴露面積。如果使用了 RBOOT 電阻器,應(yīng)盡可能將其靠近 CBOOT 和 RBOOT 引腳放置。如果需要高效率,可將 RBOOT 和 CBOOT 引腳短接。此短接必須盡可能靠近 RBOOT 和 CBOOT 引腳。
- 將反饋分壓器盡可能靠近器件的 FB 引腳放置:將 RFBB、RFBT、CFF(如果使用)和 RFF(如果使用)在物理上靠近器件放置。通過 RFBB 與 FB 和 AGND 的連接必須短且靠近器件上的這些引腳。到 VOUT 的連接可能會更長一些。但是,不得將這一條較長的布線布置在任何可能電容耦合到穩(wěn)壓器反饋路徑的噪聲源(例如 SW 節(jié)點(diǎn))附近。
- 將 PCB 的第 2 層用作接地層:該層充當(dāng)噪聲屏蔽層和散熱路徑。使用第 2 層可減小輸入環(huán)路中輸入循環(huán)電流的閉合面積,從而降低電感。
- 為 VIN、VOUT 和 GND 提供寬路徑:這些路徑必須盡可能寬和直,以減少轉(zhuǎn)換器輸入或輸出路徑上的任何壓降,從而盡可能地提高效率。
- 提供足夠大的 PCB 面積,以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)纳?/em>:考慮到最大負(fù)載電流和環(huán)境溫度,必須使用足夠大的銅面積來確保實(shí)現(xiàn)低 RθJA。使用 2 盎司(不少于 1 盎司)的銅制作 PCB 頂層和底層。如果 PCB 設(shè)計(jì)使用多個銅層(建議),則散熱過孔也可以連接到內(nèi)層散熱接地平面。請注意,該器件的封裝通過所有引腳進(jìn)行散熱。除為避免噪聲而需要盡可能減小面積之外,所有引腳都可以使用寬布線。
- 保持較小的開關(guān)面積:保持 SW 引腳與電感器之間的銅區(qū)域盡可能短且寬。同時,必須更大程度地減小此節(jié)點(diǎn)的總面積,以幫助降低輻射 EMI。