任何DC/DC電源轉換器的精心系統設計的基礎是精心規劃和精心執行的印刷電路板（PCB）布局。優化的布局可帶來更好的性能，更低的成本和更快的上市時間。此外，由于更高的可靠性（更低的元件溫度），更容易符合法規要求（更低的傳導和輻射）以及更高的空間利用率（減少解決方案體積和占地面積），它可以為終端設備用戶構成競爭優勢。

這個由三部分組成的系列文章的主要目的是仔細研究PCB布局設計，因為它知道它代表了功率轉換器之謎的關鍵部分。這些文章還提供了與PCB設計相關的因素的明確指導，以實現低噪聲轉換器的實現。使用四開關同步降壓 - 升壓型DC/DC轉換器作為案例研究，使用逐步過程突出顯示快速開關，高電流應用的PCB布局考慮因素。這里的真正目的是實用的。 PCB布局是電源工程師最棘手和最具威脅性的話題之一，可以決定實際的設計。

四開關降壓 - 升壓轉換器評測

讓我們暫時介紹一下四開關（非反相）同步降壓 - 升壓拓撲結構。該電路是研究DC/DC轉換器PCB布局的極好例子。它有許多應用，包括工業計算，LED照明，RF功率放大和USB供電 [1] 。這種特殊降壓 - 升壓實現的最引人注目的特性是根據需要采用降壓，升壓和降壓 - 升壓轉換模式，以在寬輸入和輸出電壓范圍內實現高效率。

一種常見的應用場景是從汽車電池電源獲得嚴格調節的12V電壓軌。即使電池的直流電壓在9V至16V之間變化，也會出現啟動/停止，冷啟動或負載突降 [2] 的瞬變。此類事件期間的電壓可以低至3V或尖峰至42V，有時甚至更高。為了滿足這些要求，圖1中的原理圖說明了功率級和控制器的組件，包括集成柵極驅動器，偏置電源電流檢測，輸出電壓反饋，環路補償，可編程欠壓鎖定（UVLO），低噪聲特征的抖動和抖動選項。

圖1：4開關同步降壓 - 升壓轉換器原理圖。

圖1中的四個功率MOSFET以H橋配置的降壓和升壓支路排列，開關節點SW1和SW2通過電感→<子>?F 的。當輸入電壓分別恰好高于或低于輸出電壓時，發生傳統的同步降壓或升壓操作。同時，相反的非開關支路的高側MOSFET導通作為通過器件。更重要的是，當輸入電壓接近輸出電壓時，正在切換的降壓或升壓支路達到預期閾值。這觸發了轉換到降壓 - 升壓轉換模式，在這種情況下，降壓和升壓模式的混合交錯，如聚合降壓 - 升壓效應 [3] 所需。