電源的PCB布局及注意事項

在DCDC電源電路中，PCB的布局對電路功能的實現(xiàn)和良好的各項指標(biāo)來說都十分重要。本文以buck電路為例，簡單分析一下如何進行合理PCB layout布局以及設(shè)計中的注意事項。

以最簡單的BUCK電路拓撲為例，下圖（1-a）和（1-b）中分別標(biāo)明了在上管開通和關(guān)斷時刻電流的走向，即功率回路部分。這部分電路負責(zé)給用戶負載供電，承受的功率較大。

結(jié)合圖（1-c）中Q1和Q2的電流波形，不難發(fā)現(xiàn)，由于電感的存在，后半部分電路中不會存在一個較高的電流變化趨勢，只有在兩個開關(guān)管的部分會出現(xiàn)高電流轉(zhuǎn)換速率。在PCB布線時需要特別注意，盡可能減小這一快速變化的環(huán)節(jié)的面積，來減少對其他部分的干擾。隨著集成工藝的進步，目前大部分電源芯片都將上下管集成到了芯片的內(nèi)部。

功率回路也需要做到盡可能地占用較小的環(huán)路面積，來減少噪聲的發(fā)射以及回路上的寄生參數(shù)。推薦的PCB布局如上圖所示。需要注意點如下：

①輸入電容就近放在芯片的輸入Vin和功率地PGND，減少寄生電感的存在，因為輸入電流不連續(xù)，寄生電感引起的噪聲對芯片的耐壓以及邏輯單元造成不良影響。

VIN的管腳旁邊至少各有1個去耦電容，用來濾除來自電源輸入端的交流噪聲和來自芯片內(nèi)部（倒灌）的電源噪聲，同時也為芯片儲能。且電容需要緊挨管腳，兩者的間距需要小于40mil。

②功率回路盡可能的短粗，保持較小的環(huán)路面積，減少噪聲的發(fā)射。

③SW點是噪聲源，保證電流的同時保持盡量小的面積，遠離敏感的易受干擾的位置。

④鋪銅面積和過孔數(shù)量會影響到PCB的通流能力和散熱。由于PCB的載流能力與PCB板材、板厚、導(dǎo)線寬厚度以及溫升相關(guān)，較為復(fù)雜，可以通過IPC-2152標(biāo)準(zhǔn)來進行準(zhǔn)確的查找和計算。

一般來說，需要在VIN（至少打6個過孔）和PGND（至少打9個過孔）處多打過孔，這兩處的鋪銅應(yīng)最大化來減小寄生阻抗。SW處的鋪銅也需要加寬，以免出現(xiàn)限流的情況，導(dǎo)致工作異常。

相關(guān)設(shè)計可以參考以下簡易表格：

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審核編輯黃宇