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(huì)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,轉(zhuǎn)換器的 EMI 性能在很大程度上取決于 PCB 布局。在降壓轉(zhuǎn)換器中,最關(guān)鍵的 PCB 功能是由一個(gè)或多個(gè)輸入電容器和電源地形成的環(huán)路,如圖 11-1 所示。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。這些不必要的瞬態(tài)電壓會(huì)破壞轉(zhuǎn)換器的正常運(yùn)行。因此,該環(huán)路中的布線必須寬且短,并且環(huán)路面積必須盡可能小以降低寄生電感。圖 11-2 展示了針對器件電路關(guān)鍵元件的建議布局。
- 將一個(gè)或多個(gè)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。每對引腳都相鄰,簡化了輸入電容器的放置。使用 VQFN-HR 封裝時(shí),封裝兩側(cè)各有兩對 VIN/PGND,可提供對稱布局并有助于更大限度地減少開關(guān)噪聲和 EMI 的產(chǎn)生。使用較低層上的寬 VIN 平面將兩個(gè) VIN 對一同連接到輸入電源。
- 將 VCC 的旁路電容器靠近 VCC 引腳和 AGND 引腳放置:必須使用短而寬的布線將該電容器連接到 VCC 和 AGND 引腳。
- 為 CBOOT 電容器使用寬布線:將 CBOOT 電容器放置在盡可能靠近器件的位置,并使用短而寬的布線連接到 CBOOT 和 SW 引腳。務(wù)必通過 VIN2 和 RBOOT 引腳之間的間隙在器件下方連接 SW,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。該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 和 CFF(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(huì)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轉(zhuǎn)換器反饋路徑的噪聲源(例如 SW 節(jié)點(diǎn))附近。
- PCB 的第 2 層必須是接地層: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,并更大限度地提高效率。
- 提供足夠大的 PCB 面積,以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)纳?/em>:必須使銅面積足夠大,以確保實(shí)現(xiàn)與最大負(fù)載電流和環(huán)境溫度相稱的低 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(gè)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,所有引腳都必須使用寬布線。
- 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(shí),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。