优化Buck转换器PCB布局技巧
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更新于2024-08-04
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"BUCK dcdc PCB layout 技术指南"
在设计开关电源集成电路时,PCB布局与电路设计同等重要。适当的布局可以避免由电源电路引起的各种问题,如输出和开关信号叠加产生的噪声增加、稳压器性能下降以及系统稳定性不足。本应用笔记将深入探讨BUCK降压转换器的PCB布局技术。
1. 主要电流路径
在BUCK转换器电路中,电流路径的设计至关重要。图1-a展示了当开关元件Q1导通时的主要电流流动路径。红色线条表示主电流流经的方向。C BYPASS 是一个高频旁路电容,用于滤波,而C IN 是大容量电容,主要在开关元件Q1导通时提供大部分陡峭的电流波形。
图1-b描绘了当开关元件Q1关断时的情况。此时,续流二极管D1导通,储存于电感L中的能量得以释放,通过D1流向负载。
2. 布局考虑因素
- **电磁干扰(EMI)抑制**:布局应减少噪声传播,例如通过合理布线减少开关噪声对输入和输出的影响,同时使用屏蔽和地平面来隔离噪声源。
- **热管理**:确保功率器件的散热路径畅通,可以考虑在热敏感组件下方使用大面积铜箔,以提高散热效率。
- **电流回路面积**:尽量减小电源和地线的环路面积,以降低辐射噪声。例如,开关节点应靠近电感,以减小电流变化时的环路面积。
- **电源和地的分割**:保持电源和地的清晰分离,有助于降低噪声耦合,提高电路稳定性。
- **去耦电容布局**:C BYPASS 应尽可能靠近电源引脚,以提供低阻抗电源路径,降低纹波。C IN 应靠近负载,以确保快速响应负载变化。
3. 布局技巧
- **层叠设计**:考虑使用多层板,将电源层和地层分开,以增强信号完整性。
- **短直路径**:关键信号如开关节点的路径应尽可能短且直,以减少延迟和减小分布电感。
- **地平面连续性**:保持大面积的地平面连续,以提供良好的低阻抗接地路径。
- **电源和地平面间的过孔**:谨慎使用过孔,过多的过孔会增加噪声和阻抗,影响电流流动。
通过遵循上述布局原则,可以有效地优化BUCK转换器的性能,提高效率,减少噪声,并确保系统稳定可靠。在实际设计过程中,还应结合仿真工具和实验测试,不断调整优化布局,以达到最佳效果。
2021-05-29 上传
2021-10-03 上传
2023-09-24 上传
2021-10-02 上传
2023-06-07 上传
2021-09-29 上传
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2020-08-15 上传
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