MAX14921：12/16節(jié)電池高精度測量模擬前端的PCB布局指南

　　介紹

　　MAX14921為高性能、高精確度電池組測量電路。測量精度的提高對于新型磷酸鐵鋰電池尤其重要，因為這類電池的充放電曲線非常平坦，特別是在65％至95％滿充電量的充電狀態(tài)（SOC）下。優(yōu)異的精度源于MAX14921獨特的采樣/保持架構(gòu)，能夠最大限度地降低電池電壓采樣誤差和各節(jié)電池不同時采樣產(chǎn)生的誤差。

　　高精度特性還有賴于謹慎的電路設計，本文介紹了一些簡單、有效的布板原則，幫助您獲得最佳的精度指標。

　　降低噪聲

　　以下與噪聲相關(guān)的設計指南在現(xiàn)代PCB布局中的應用已經(jīng)非常普及，本文給出了有關(guān)MAX14921噪聲抑制方面的布局考慮事項。

　　旁路電容

　　旁路電容是重要的電路元件，集成電路（IC）正常工作基于良好的噪聲濾波。為了獲得最佳特性，旁路電容應盡可能靠近IC的電源引腳放置，表1列出了MAX14921的旁路電容要求。

　　表1. MAX14921旁路電容要求

　　電容可以安裝在IC左側(cè)，這個區(qū)域包含了數(shù)字SPI接口、T1/T2/T3的模擬輸入、模擬輸出、電源引腳和一些采樣電容。為了緩解局促的布板空間，可以利用MAX14921的背面區(qū)域。可以利用MAX14921下方PCB焊接層的過孔連接信號以及這個區(qū)域的電容。

　　保持電容與相應電源引腳之間的距離盡可能短。對于一些布局，可以把電容放在電路板背面，如果只有一個旁路電容，則將其放置在器件旁邊，如第12腳（VA）的電容。

　　以4層板為例，下面列舉了一些布局示例。在這些例子中，頂層走線是紅色的，第二層是DGND（綠色），第三層是V5V（黃色），第4層是底層走線（藍色）。首先了解VL的旁路，假設VL是3.3V。圖1中，通過過孔連接第5引腳到電路板的背面，在電路板的背面（MAX14921下方）安裝旁路電容C22。電容器的另一引腳通過通孔連接到PCB的第2層，DGND。

　　圖1. MAX14921第5引腳旁路電容示例。

　　圖2展示了如何連接VP旁路。類似pin5的情況，通過通孔連接IC的引腳和一個放置在背面的旁路電容。由于第13引腳的返回端是AGND，C24的另一端連接第11引腳，而非DGND平面。

　　圖2. MAX14921引腳14旁路電容布局。

　　從圖3可以了解到VA旁路電容的連接。按照以下說明，最好與AOUT （第10引腳）信號線平行鋪設AGND （第10引腳）信號線?；谶@一考慮，通常將第12引腳的旁路電容放置在MAX14921的PCB同一側(cè)比較容易，充分利用該旁路電容。

　　圖3. MAX14921第12引腳的旁路電容連接。

　　ADC布線隔離

　　噪聲管理的另一項技術(shù)是在敏感的模擬元件下方提供獨立的接地平面。圖4給出了ADC的獨立接地平面示例，將U3和第11引腳連接到這一地平面。白色的絲印框突出顯示了從左邊旁路電容C20的過孔連接MAX14921的AGND與ADC的獨立接地平面，該旁路電容專用于這個獨立的接地平面。 DGND與AGND平面的唯一連接點位于ADC獨立接地平面右上方，通過白色絲印框顯示。

　　圖4. 與ADC （U3）的地平面隔離。