Buck電(diàn)路PCB设计的布局提示

2020-03-23

本文(wén)我们要讨论的是在PCB设计中使用(yòng)的Buck電(diàn)路（DC-DC 降压转换器）设计。

Buck電(diàn)路是降压直流電(diàn)压的直流到直流转换器電(diàn)路。它被普遍用(yòng)于需要将電(diàn)压从一个電(diàn)平转换到另一个電(diàn)平的電(diàn)路板上的低功率应用(yòng)中。尽管電(diàn)路非常简单，但如果在PCB设计期间未正确放置Buck電(diàn)路，则電(diàn)路板可(kě)能(néng)会出现性能(néng)问题。不良的布局会导致電(diàn)路产生过多(duō)的噪声，输出電(diàn)压调节不良以及总體(tǐ)上缺乏稳定性或器件故障。以下是一些布局技巧，可(kě)帮助你创建更好的Buck電(diàn)路设计。

Buck電(diàn)路PCB设计中的元件放置

从Buck電(diàn)路的良好元件放置开始，你将為(wèi)成功的布局做好准备。有(yǒu)些人主张你需要在放置时进行布線(xiàn)，而另一些人则建议放置以便布線(xiàn)自然。无论你采用(yòng)哪种方式，关键都是要在正确的位置放置组件。很(hěn)多(duō)时候，PCB设计人员会以整齐有(yǒu)序的间距放置组件，这与好的電(diàn)路流程相反，这可(kě)能(néng)会导致Buck電(diàn)路布局变差。

将转换器IC放置在板上后，将電(diàn)源组件放置在尽可(kě)能(néng)靠近IC的位置：

1、输入電(diàn)容器：要放置的第一个关键部分(fēn)是输入電(diàn)容器，并且应该将其放置在与其连接的IC引脚相同的表面层上。当此部分(fēn)放在電(diàn)路板的另一侧时，用(yòng)于将其连接到IC的过孔電(diàn)感会产生電(diàn)压噪声。

2、電(diàn)感器：為(wèi)减少辐射的EMI，電(diàn)感器也应靠近IC并在同一板表层上。

3、输出電(diàn)容器：作為(wèi)Buck電(diàn)路中的最终功率组件，输出電(diàn)容器应靠近電(diàn)感器。这将最小(xiǎo)化组件之间的布線(xiàn)距离，以帮助确保良好的输出電(diàn)压调节。

一旦電(diàn)源组件放在板上，就放置Buck電(diàn)路的其他(tā)小(xiǎo)信号组件。这些将包括诸如软启动和去耦電(diàn)容器之类的部件，这些部件与功率转换没有(yǒu)直接关系。这些部件对噪声敏感，应放置在尽可(kě)能(néng)靠近IC的地方，以便它们可(kě)以直接进入IC，以帮助降低其噪声灵敏度。

 

一个简单的DC-DC转换器板

Buck電(diàn)路布線(xiàn)

用(yòng)于PCB设计开关電(diàn)源的Buck電(diàn)路应以在其关键布線(xiàn)路径中保持较低的電(diàn)感為(wèi)目标。尽量通过减小(xiǎo)路径的長(cháng)度而不是宽度来实现。由于所有(yǒu)電(diàn)源组件都在同一层，因此你无需通过電(diàn)路板进行任何连接就可(kě)以了。用(yòng)于功率组件的过孔会增加走線(xiàn)的電(diàn)感。布線(xiàn)路径或走線(xiàn)的拐角应成45度角或更佳的角度倒圆角。直角的拐角会引起電(diàn)流波形反射并导致阻抗变化。

如何处理(lǐ)電(diàn)路的接地布線(xiàn)也很(hěn)重要。你应该為(wèi)電(diàn)源组件创建一个接地，该接地应与其他(tā)组件的接地分(fēn)开。電(diàn)源组件会产生噪音，你需要将它们包含在自己的地面上。两条接地路径可(kě)以在一个点处连接在一起，通常连接到IC下的接地散热垫。该散热垫中的散热孔会将接地连接到電(diàn)路板的其余部分(fēn)。

電(diàn)源在完成的印刷電(diàn)路板上的工作情况将部分(fēn)取决于你对Buck電(diàn)路的布局情况。考虑到布局的实际重要性，布局的这一小(xiǎo)部分(fēn)通常不会得到应有(yǒu)的关注。记住要使各部分(fēn)靠在一起，以较大程度地减少它们的连接，并注意如何划分(fēn)電(diàn)路的不同接地。创建布局的接地布線(xiàn)，以使電(diàn)流返回路径遵循逻辑顺序，并且不会将噪声電(diàn)流推入敏感電(diàn)路。凭借其PCB设计规则和约束，成功实现Buck電(diàn)路PCB设计。

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