| 降壓DC/DC轉換器（見(jiàn)圖1）是一種非常受歡迎的開(kāi)關(guān)DC / DC穩壓器拓撲，廣泛應用于許多電氣和電子，從云基礎設施到個(gè)人電子產(chǎn)品，再到工廠(chǎng)和樓宇自動(dòng)化。它們占據了當今所有非隔離開(kāi)關(guān)穩壓器拓撲75％以上的份額。
降壓轉換器的布局與模擬和設計一樣重要，但如果缺乏良好的布局實(shí)踐可能會(huì )拖延開(kāi)發(fā)時(shí)間，甚至造成操作和可靠性問(wèn)題。
同步降壓
圖1：同步降壓DC / DC轉換器
布局考慮的因素包括旁路電容器、反饋補償網(wǎng)絡(luò )組件、功率組件、寄生組件、接地回路和連接。
旁路電容器
對于旁路電容，最小化引線(xiàn)電感很重要，可通過(guò)減小旁路回路面積、縮短高di / dt（電流轉換速率）路徑上的長(cháng)度、盡可能使用接地層（如可能）、在電容器兩端引入電流路徑、避免多種布局等方案來(lái)實(shí)現。此外，并聯(lián)不同的電容器類(lèi)型以降低電容頻帶兩端的阻抗很重要，因為它可以把2MHz至20MHz頻率范圍（典型的電容器值為0.1μF至0.01μF）的阻抗降低。牽引電容，使其更靠近集成電路（IC）引腳，還能向布局設計者展示關(guān)鍵節點(diǎn)和面積，如圖2所示。
圖2：指示關(guān)鍵環(huán)路面積的旁路電容電路連接
反饋補償網(wǎng)絡(luò )
將補償網(wǎng)絡(luò )置于靠近IC誤差放大器的地方。放置電阻，使它們直接連接到誤差放大器（FB引腳）的反相輸入，如圖3所示。
圖3：反饋補償網(wǎng)絡(luò )布局
電源組件
確保正確連接電源組件，因為電流路徑中有高di / dt（電流轉換速率），如圖4所示。路徑中的任何電感將導致開(kāi)關(guān)節點(diǎn)振鈴，這可能超過(guò)功率FET的絕對最大額定值，并且還會(huì )在系統中產(chǎn)生諧波和不必要的噪聲。目標是通過(guò)使用雙面印刷電路板（PCB）的裝配來(lái)最小化回路面積，其中在PCB的一側上具有MOSFET(金屬氧化物半導體場(chǎng)效應晶體管)，而在另一側上具有電容器。確保正確地放置和布設組件。正確的設計無(wú)需緩沖電路來(lái)減少開(kāi)關(guān)節點(diǎn)振鈴。
圖4：指示高電流路徑的電源組件連接
寄生組件
注意寄生元件，因為它們可能引入并增加電源中的阻抗，這會(huì )導致穩定性和操作問(wèn)題。注意接線(xiàn)電感，特別是低阻抗電路和濾波器、電源開(kāi)關(guān)和定時(shí)電路。使用接地層和寬走線(xiàn)以最小化電感。在電路板電容方面，注意高阻抗或噪聲敏感電路，并注意電路板平面/層和組件焊盤(pán)之間的耦合。電感器之間，特別是環(huán)形電感器，也可能發(fā)生磁耦合。這種情況下，請考慮其他安裝方向。磁耦合也可能發(fā)生在環(huán)路之間，因此，應最小化環(huán)路面積并使用接地平面。
接地回路和連接
單點(diǎn)接地存在串聯(lián)或并聯(lián)的問(wèn)題，如圖5所示。
圖5：串聯(lián)和并聯(lián)單點(diǎn)接地連接
更好的方法是使用多點(diǎn)接地。如圖6所示，多點(diǎn)接地允許電路之間具有低阻抗，以最小化電位差，并且還減少了電路走線(xiàn)電感。目的是在單個(gè)電路中包含高頻電流，并將其保持在接地平面之外。
許多降壓轉換器控制IC可識別噪聲和安靜的電路區域，并且IC引腳如此排列，使得IC引腳周?chē)牟季趾驮贾酶尤菀�。有些甚至為電源和模擬接地提供單獨的引腳，如圖7所示的TPS40170 60V同步降壓脈沖寬度調制（PWM）控制器引腳。
圖7：用于模擬和電源連接的降壓控制器IC引腳
因此，圍繞IC引腳布局進(jìn)行布局規劃，并使用本文中提到的布局實(shí)踐可幫助您從一開(kāi)始就獲得正確的降壓轉換器設計，并避免以后出現任何麻煩。 |
