DC-DC在單板設計中,是數字電路必不可少的部分。工作中遇到過因為DC-DC位置離模擬電路太近,導致模塊干擾了音頻。DC-DC位置放置在熱敏感器件背面,導致因為電感發熱損壞了塑料件。還有因為功率電感靠近線纜,傳導發射一直超標的問題。
那么如何才能做好一個開關電源的布局?本文主要從3個方面考慮:
1、電源模塊放置位置和疊層設計
2、功率器件的布局
3、控制信號的走線
01 電源模塊放置位置和疊層設計
在電源模塊放置的位置和疊層設計是DC-DC設計的
(1)電源模塊盡量考慮負載,減小輸出阻抗和線纜對外的輻

(2)PCB疊層設計

兩種設計最主要差別是小信號位置,如果將小信號放在功率層和GND之間,小信號和功率器件之間存在容性噪聲耦合。而在推薦的設計中,兩個小信號被GND進行了屏蔽。
02 功率器件的布局
功率器件面積最小化。功率器件回路中存在快速變化的dv/dt和di/dt,面積越大,變化的電場和磁場對外的輻射越強。

同時,器件焊接后會在PCB板上形成寄生電感,走線越長,寄生電感越大,這些寄生電感在di/dt下,會在MOS管開通和關斷的時候形成振鈴。振鈴會增加器件的損耗,甚至是損耗功率MOSFET。推薦如下布局


功率器件增加連接點以最小化阻抗。
推薦的設計,能極大的降低PCB寄生電感和器件焊盤與PCB銅箔的阻抗,使得電壓降最小化。

多路電源布局時,輸入電流走線需要分開,避免共地干擾。

03 控制電路的布局
控制電路布局主要有兩點:信號地和電源地分離,控制器的去耦電容靠近器件管腳放置。

驅動電路面積盡可能的小,驅動電路走線盡量短。這樣做既可以降低阻抗,還能減小在柵極引入的寄生參數。整改過EMC問題的同學應該知道,減小驅動線的長度,不穿層,能極大改善SW處的波形。

敏感信號采樣電阻使用開爾文連接的方式,如果一端是GND,同樣要以差分信號的形式走線,降低環路面積和共模干擾。

布局要求整理成布局要求如下:

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原文標題:干貨 | DC-DC 布局注意事項,看這一篇就夠了!
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