淺談降壓型轉(zhuǎn)換器工作時(shí)的電流路徑

在進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB板布局時(shí)，要想了解應(yīng)該考慮的事項(xiàng)和為什么這樣做，需要先了解降壓型轉(zhuǎn)換器工作時(shí)的電流路徑。

開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器雖然是模擬電路，但線形工作為中心的電路不同，進(jìn)行電流和電壓開(kāi)關(guān)（即ON/OFF）。PCB板布局是考慮在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)、哪條線被施加什么性質(zhì)的電壓，流過(guò)什么樣的電流，來(lái)設(shè)計(jì)最佳路徑的工作。

本次介紹其出發(fā)點(diǎn)–“降壓型轉(zhuǎn)換器工作時(shí)的電流路徑”。此外，本章還將就以下項(xiàng)目進(jìn)行說(shuō)明。

Figure 1-c. 電流差分、布局上的重要位置

降壓型轉(zhuǎn)換器工作時(shí)的電流路徑

右側(cè)電路圖是稱為“二極管整流”或“異步整流”的降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器IC及其外置電路。連接于BOOT引腳的電容器是用來(lái)驅(qū)動(dòng)內(nèi)置Nch-MOSOFET的自舉用器件。另外，連接于COMP引腳的電阻和電容器是相位補(bǔ)償用器件。有些IC不存在這些引腳。其他引腳和元器件不言而喻是基本的引腳和必要的外置元器件。

Figure 1-a 的紅色線表示開(kāi)關(guān)Q1導(dǎo)通時(shí)流過(guò)的主要電流和路徑以及方向。CBYPASS為高頻用的去耦電容器，CIN為大容量電容器。

開(kāi)關(guān)Q1導(dǎo)通的瞬間，流過(guò)急劇的電流，其大半來(lái)自CBYPASS ，其次來(lái)自CIN。緩和變化的電流由輸入電源供給。

Figure 1-b 的紅色線表示開(kāi)關(guān)Q1關(guān)斷時(shí)的電流路徑。二極管D1導(dǎo)通，電感L蓄積的能量被釋放至輸出端。

降壓型轉(zhuǎn)換器的輸出端電感串聯(lián)插入，因此輸出電容器的電流雖然上下變動(dòng)，但比較平滑。

Figure 1-c 的紅色線表示Figure 1-a和1-b的差分。開(kāi)關(guān)Q1從關(guān)斷向?qū)ā膶?dǎo)通向關(guān)斷切換時(shí)，紅色線部分的電流都會(huì)急劇變化。該系統(tǒng)變化急劇，因此出現(xiàn)含有較多高次諧波的電流波形。

該差分系統(tǒng)在PCB布局時(shí)是重要之處，需要給予最大限度的重視。

概略地說(shuō)，同步整流式和開(kāi)關(guān)晶體管外置式的電流流動(dòng)路徑相同。后續(xù)的內(nèi)容將以本電流流動(dòng)路徑為前提進(jìn)行介紹，所以請(qǐng)充分理解本電流路徑。

關(guān)鍵要點(diǎn)：

?進(jìn)行PCB板布局（設(shè)計(jì)）時(shí)，了解降壓型轉(zhuǎn)換器的電流路徑是非常重要的。

?開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的開(kāi)關(guān)動(dòng)作引發(fā)的電流急劇ON/OFF，如果不通過(guò)恰當(dāng)?shù)牟季謥?lái)處理，將對(duì)電路工作和其他產(chǎn)生不良影響。