元件放置策略

       开关电源电路中包括控制器,MOS管,电感,输入输出电容和反馈信号链路。这个元件分为功率器件和小信号器件,有些器件中有高 di/dt的电流,所以对于元件的放置有很多讲究,关系到电路的性能和稳定性。

(1)先设计电源通道布局。为高电流通路设计一个干净的能量通路,保持对称的多相布局。
(2)把输出电流回路连回到输入电源 GND也许会有帮助
(3)放置感应电阻和电感,然后放置 FET和输入电容。
(4)时刻注意所需的覆铜宽度。
(5)保证输入和输出穿过电容器。

       有一种说法,控制器是设计部分最重要的,因此,应当从控制器开始设计。事实远非如此。应该从功率通道元件开始,因为它们体积大,需要更粗的连线。布小信号线要比布较粗的功率线容易的多。用这种方法设计功率部件,将使功率流动更合理,且封闭环路尽可能小。尽量返回电流到他
们各自相应的相邻的或下面的源电流。这将使环路面积最小,并可降低电路板表面辐射的磁场。等值反向磁场将互相抵消。导体距离越近,抵消效果越好。一旦所有的功率元件放置完毕,就寻找一个低噪声的区域来布置控制电路。

(1)控制电路最后放置(它们只需要很小的布线,很容易布置)
(2)阻抗或者增益越高,节点就应该越小,尤其是 FB引脚,输入运算放大器,COMP引脚等。
(3)包括输出在内,低阻节点会很大,因此把 FB元件放置在输入附近。

       按照前面讨论的接地建议。保持有着最高的阻抗的迹线最短,因为它们最易拾取杂散磁场。例如,反馈分压器中的两个电阻应非常靠近稳压器的 FB引脚,而不是靠近电源输出。从分压器顶部到电源输出之间的连接是一个低阻抗连接,因此不易受噪声的影响。相反,误差放大器由于其高阻输入,对电感噪声非常敏感。有这样一种倾向,认为要让敏感节点大一些,并错误的认为,这样能够起到一定的屏蔽作用,事实恰好相反。这将增大信号线与空间之间的电容,增加了噪声窜入的可能性。应使敏感线路尽可能的窄尽可能的短,这也是为什么敏感线路使用 10mil线宽的原因。

       从开关电源散发辐射的一个最主要的原因可能是长输入电源线的传导辐射,屏蔽能够起到一定作用,但最终的办法是减少输入线的交流电流,这意味着到稳压器的输入电流进行有益的去耦和滤波。另外一个保持控制的重要方法是使输入电容器与 FET 之间的环路尽可能小。对输出电容器应用上面讨论的电容器连接技术。它们对输入端也有效。

       再介绍一些常用的经验法则如下:
(1)30 mil线宽每安培覆 1oz 的铜,60mil线宽每安培覆 1/2oz 的铜。
(2)每个过孔交流电流最大值限制在 1A是一个好的设计方案。
(3)旁路电容过孔应该放置在与焊盘相切的位置,优选的方案是一个焊盘放置两个过孔。
(4)最小化电源通道上的寄生电感(杂散电感)!

       与电感器串联的走线的电感一般不必特别关注。其结果只是增加通道中的整个电感。相反,不希望增加与电感器并联的电容量。这类似于增加与电容器串联的电感,并将带来问题。如前面已经叙述过的那样,密切关注高载流通道布线的规模。在大电流通道中,布线越粗几乎总是越好。

       我们已经讨论过利用过孔连接旁路电容器与接地层。要求电容器的每个焊盘至少与一个过孔相连。每个焊盘有两个过孔更好,三个过孔会再好一点,但是对结果的影响将更小。过孔不必太多,但要大于等于两个,超过两个带来的好处会很少。电路板布局需要“使杂散电感最小化”。把每个高 di/dt 路径看作是高频射频连接(因为它的谐波频率可以到射频)。

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