记住这5个要点，轻松做好DCDC的PCB布局

良好的 PCB 布局对于DCDC转换器至关重要。 原因是DCDC转换器由于高频开关模式而对寄生电容和电感敏感。 不良的 PCB 布局会引入大的寄生电容和电感，从而导致输出纹波高、输出电压调节和限流精度差、电磁干扰 (EMI) 问题，甚至因高压尖峰而导致故障。 如果在构建第一个 PCB 之前考虑周全，则正确的 PCB 布局将有助于避免DCDC转换器的大多数这些问题，而无需额外成本。

话不多说，先来一个典型栗子，基于 TPS61236 大电流升压变换器来展示这五大步骤。如图1所示。

 图1 原理图

一、输出电容的布置和走线

输出电容器的位置对于任何升压转换器都是最重要的，因此它应该靠近 IC 放置。 用短而宽的走线将电容器连接到 IC，以最大限度地减少寄生电感。 原因是流经输出电容的电流为脉冲型。考虑到V = L × dI / dt，IC与输出电容之间的寄生电感会导致SW引脚出现电压尖峰和振铃。 过高的电压尖峰会损坏 IC 并且振铃会导致 EMI 问题。

图 2 显示了如何放置和布线 TPS61236 的输出电容器。 在左侧，三个0805封装电容器并联放置。 这种方式很简单，并且具有非常小的寄生电感。 但有时，由于系统板的限制，将大封装电容靠近IC放置并不容易。 然后可以在 IC 附近放置一个小型封装电容器，而将大容量电容器放置在更远的地方。

大容量电容可以通过相对较长的走线和过孔与IC连接，如图2右侧所示。如果需要过孔，建议每安培使用一个过孔。

如果空间允许，更多的通孔有助于降低寄生电阻。 在这两种情况下，请确保 IC 和输出电容器之间的走线足够宽以支持大电流。

 
图2 输出电容布置

二、缓冲电路和电感布置和布线

要放置的第二个组件是电感器。 为减少辐射 EMI，电感应靠近 IC 放置。 应优化 SW 节点的铜线，以最小面积处理大电流。 SW 节点是升压转换器的噪声源，因此敏感节点（例如 FB）的任何痕迹都应远离 SW 节点。 图 3 显示了两种情况下电感的布局和布线。

 
图3 电感布局

SW 节点中的缓冲电路对于升压转换器的正常运行是不必要的。 但有时需要通过抑制振铃和减慢 SW 节点的电压上升沿和下降沿来降低 EMI。 为有效起见，缓冲电路的环路面积（Rs 和 Cs）应尽可能小，以使寄生电感最小，如图 4 所示。

 
图4 吸收（缓冲）电路布局

三、输入电容和Vin引脚布局

输入电容器是要放置的最终功率元件。 输入电容器还用于为内部控制电路和欠压锁定 (UVLO) 的输入电压检测电路供电。 因此输入电容的接地节点应靠近 IC 电源接地引脚。 输入电容接地节点、输出电容接地节点和 IC 接地引脚构成升压转换器的电源接地。 输入电容器的 VIN 节点和电感器之间的距离并不重要，因为通过输入电容器的电流是连续的。

VIN 电压通常是稳定电压，所以大的 VIN 节点覆铜面积不会造成麻烦，大的覆铜面积有助于提高热性能。 图 5 显示了带缓冲电路和带缓冲电路的输入电容器的放置。 缓冲电路比输入电容更重要，因此需要时应先放置。 由于缓冲电路在大多数应用条件下是不必要的，因此在后面的章节中将不包括。

IC 的 VIN 引脚可以通过另一层的过孔和直接走线与输入电容器的 VIN 节点相连，因为通过该走线的电流很小。 如果这条走线太长，可以在 IC 的 VIN 引脚附近放置一个小的去耦电容。

 
图5 输入电容和Vin引脚布局

四、小信号补偿电路布局

小信号组件包括模拟和逻辑组件。 对于 TPS61236 升压转换器，小信号模拟组件是 CC 和 FB 引脚的电阻器和电容器（R1、R2、R5、C5）。 小信号逻辑组件是 INACT 和 EN 引脚的电阻器（R3、R4）。

模拟元件和节点对噪声很敏感，尤其是当它们具有大输入阻抗时，例如 FB 引脚。 确保这些组件靠近 IC。 组件和 IC 之间的走线应该很短，以最大限度地减少带有噪声 SW 节点的寄生电容。 切勿将 FB 走线与 SW 节点紧密并行布线； 否则开关噪声会耦合到 FB 引脚并导致问题。 图 6 显示了小信号模拟组件的布局。

 
图6 模拟信号部分布局

EN 和 INACT 引脚的逻辑电路不太重要。 这些电路通常具有相对较小的阻抗，这些引脚处的电压噪声较小，不会引起异常操作。 这些组件最后放置和布线。 如图 7 所示，电阻通过另一层中的过孔和走线与 IC 引脚相连。

 
图7 逻辑部分布局

五、连接信号地并铺铜

模拟小信号元件的地节点和IC的AGND引脚形成信号地，必须通过单点连接到IC的电源地。 单点应靠近 PGND 引脚。 确保没有大电流流过信号地。 否则，耦合到控制电路中的噪声可能会导致输出电压调节不良、电流限制不准确或其他异常行为。 图 8 显示了信号地和电源地连接的一个很好的例子。

 图8 信号地

逻辑电路的地节点通常连接到信号地，如图 8 所示。但如果它们离信号地太远，它们也可以连接到电源地。 只需确保耦合到逻辑电路的电压噪声不会太高而干扰逻辑行为。

IC主要通过VOUT和GND引脚散热。 这些引脚中的大铜平面有助于提高热性能。建议尽可能大地增加 GND 层的铜面积，如图 9 所示。厚铜、顶层和底层之间的过孔和薄介电层也有助于提高热性能。

 
图9 敷铜

Signal-Ground 可以直接连接到地平面，无需大功率电流流过 Signal-Ground，如图 10 所示。 在图 10 中，电源电流在左侧布局的顶层流动； 并且电源电流在正确布局的平面右侧流动。与图 9 相比，图 10 具有更大的覆铜面积，有助于提高热性能。

 图10 大面积敷铜

本文介绍了帮助DCDC转换器 PCB 布局的五个步骤。 对于一些简单的DCDC转换器，按顺序执行五个步骤可以得到良好的布局。 对于其他复杂的DCDC转换器，这五个步骤需要循环多次才能有一个好的布局。 花在布局上的时间很宝贵，因为好的布局避免了调试阶段的大部分问题。

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