PCB设计系列分享-开关稳压器接地处理

目录

概要

整体架构流程

技术名词解释

1.DCDC：

2.PGND:

3.AGND:

技术细节

1.认识1

2.认识2

3.综合

小结

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概要

提示：这里可以添加技术概要

     如何使用带有模拟接地层(AGND)和功率接地层（PGND)的开关稳压器?

这是许多开发人员在设计开关电源时会问的一个问题。一些开发人员已习惯于处理数字接地层和模拟接地层;然而，涉及到功率GND时，他们的经验往往会失效。设计师通常会直接复制所选开关稳压器的电路板布局．不再思考这个问题。

整体架构流程

提示：这里可以添加技术整体架构

焊接点触PGND和AGND的连接。

技术名词解释

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1.DCDC：

DC/DC，表示的是将某一电压等级的直流电源变换其他电压等级直流电源的装置。DC/DC按电压等级变换关系分升压电源和降压电源两类，按输入输出关系分隔离电源和无隔离电源两类。例如车载直流电源上接的DC/DC变换器是把高压的直流电变换为低压的直流电。

2.PGND:

是较高脉冲电流流经的接地连接。根据开关稳压器拓扑结构．这表示通过功率品体管的电流或功率驱动器级的脉冲电流。对于带有外部开关管的开关控制器，该接地层尤为重要。

3.AGND:

有时被称为SGND(信号接地层)．是其他信号用作参照的接地连接．通常十分平静。该接地层包括调节输出电压所需的内部基准电压。软启动和使能电压也以AGND连接为参照。

4.开关转换速率

开关切换速度公式是：根据tTRANSITION=200ns(typ.)，可以计算出来一个最大开关频率，即1/(200ns)=5MHz，不过这个时候的输出波形变成了三角波。通常，要求tTRANSITION占开关状态的10%，大概可以算出来该模拟开关的工作频率为1/(10*200ns)=500KHz。

5.IC

集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比（基于锗（Ge）的集成电路）和罗伯特·诺伊斯（基于硅（Si）的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

技术细节

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1.认识1

     根据其中一种观点，开关稳压器IC上的AGND和PGND连接应该在各自引脚旁相互连接。这样一来，两个引脚之间的电压偏移保持在相对较低的水平。因此可以保护开关稳压器IC免受干扰．进而免遭破坏。电路的所有接地连接和可能的接地层将以星型拓扑的结构连接到该公共点。

2.认识2

      另一种观点是将电路板上的AGND与PGND分开，形成两个单独的接地层，在某一点相互连接。通过这种连接．干扰信号(电压偏移)主要出现在PGND区域.而AGND区域的电压仍非常平静．并很好地从PGND去耦。然而．根据脉冲电流瞬变和电流强度情况．各自引脚上的PGND 与AGND之间可能存在明显的电压偏移。这可能会导致开关稳压器IC无法正常工作，甚至损坏。

3.综合

说到底．接地问题其实就是权衡利弊:分开两个接地层具有隔离噪音和干扰的优势;

但两个接地层之间可能会产生电压偏移．从而存在损坏芯片并影响功能的风险。权衡利弊后．最终决策正确与否主要取决于IC设计，包括开关转换速度．功率电平．焊线和IC封装上的寄生电感．每个IC设计的门锁风险（涉及不同的半导体工艺〉。

小结

       关于如何处理AGND和PGND接地的问题．并没有简单的答案。所以相关讨论仍在继续。前面我们提到，许多开关稳压器用户都采用IC制造商提供的示例电路中的电路板布局和接地连接类型。这样做很有用．因为您通常可以假设制造商也利用该配置对各IC进行了测试。而且，在图1和图﹖提供的示例中可以看到,各自的IC引脚排列适用于PGND 和AGND旁的局部接地连接．或者适用于单独接地。