焊盘与旁路电容布局策略：开关电源PCB设计关键

本文档主要探讨了开关电源PCB布局与电容电感设计中的关键要素，特别是焊盘(PAD)和旁路电容的合理放置。在电源电路板设计中，遵循以下几个要点至关重要： 1. PCB布局指南：文中提出了十个简单规则，包括电容模型的考虑，如电容的电容量、寄生串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）。对于高频电路，电容器的工作频率对其性能有很大影响，必须在f0以下、接近f0以及f0以上分别处理。 2. 电容选择与特性：列举了不同尺寸电容的典型电感值，以及不同类型的电容（瓷片电容、钽电容和电解电容）的ESR和ESL。并强调了在高频设计中，旁路瓷片电容的电容量不宜过大，且需最小容量的电容尽可能靠近负载，以优化阻抗特性。 3. 电感设计要点：电感的寄生串联电容需减小，引脚间距越大越好，以减少环路面积。此外，还提到了镜像面概念，即避免在地层上放置功率或信号线路，防止形成高频电流环路。 4. 高频电流管理：电源板设计应关注过孔（VIA）的使用，确保其不会干扰高频信号路径。同时，模拟电源层与数字地层不应重叠，信号层需要与其对应的地层保持隔离。 5. 降压式(BUCK)电源设计：讨论了降压式电源的布局，如功率部分电流和电压波形，以及不良排版示例，强调了布局对电源效率的影响。 6. 电路等效图和电磁兼容性：通过电路等效图来直观展示如何最小化电路中的电感，例如通过计算PCB迹线、过孔的电感贡献，以实现更有效的信号传输。 7. 电感估算：给出了PCB迹线长度、厚度、过孔高度和直径等因素对电感的影响，这对于精确计算和控制电路性能至关重要。 本文是针对开关电源PCB设计中焊盘和旁路电容放置的重要指导，涉及电容和电感的参数选择、布局策略以及高频电流的管理，以确保电路的高效和稳定性。设计师在实际操作中需严格遵循这些原则，以提高电路的性能和可靠性。