Buck DC-DC 的PCB layout
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- 1、C~IN~、 C~BYPASS~、 D1的放置
- 2.放置电感
- 3、输出电容的放置
- 4.反馈网络布线
- 5、总结
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刚开始学画画PCB当时,我不太关心电源的布局。只要输出电压正确,布线载流就足够了。当时,布局布线的原则是尽可能紧凑。PLL和PA在测试过程中,电源网络的噪声会直接影响输出信号的相位噪声(PN)以及输出频谱的杂散值。良好的电源网络设计甚至可以将杂散值降低十几个dB。
当然,当我读到这个博客时,我默认你已经知道了BUCK Converter的原理了。
让我们先BUCK DC-DC工作时的电流通路:
当开关管Q1开启时,电流路径如下: 当开关管Q1关闭时,电流路径如下: Q当1打开和关闭时,差异部分如下图所示,在这部分电路中,电流变化剧烈,因此在PCB要特别注意布局
1、CIN、 CBYPASS、 D1的放置
当输出电流IO ≤ 1A时,可以将CIN和CBYPASS用一个更换陶瓷电容器;当输出电流相对较大时,这两个电容器不能合并,CIN一般来说,容值越大,频率特性越差(自谐振频率越低);CBYPASS一般采用X5R或X7R的 0.1uF~0.47 uF贴片陶瓷电容器。
先来看看两个比较好的。layout: 在上述两张图中,CBYPASS都靠近IC当布局空间紧张时,可以放置引脚CIN放得稍远,2cm一切都可以。当然,在空间允许的情况下,第一个更好。
当布局空间紧张到不得不把CIN这种布局放在底层会有什么影响? 答:当输出电流较大时,输出电压的纹波会因过孔电阻而增加。
如果将CIN和CBYPASS放在底层会有什么影响? 答:CIN和CBYPASS的过孔寄生电感输出电压噪声会显著增加。布局时不要这样做!
说完电容器的布局,我们来谈谈D1.布局D布局很好。 下面的布局不太好了 为啥呢?
D1与DC-DC连接越长,寄生电感越大,走线必须短而粗。IC至D1,D1至地的走线都太长,寄生电感增加,输出电压的尖峰噪声会变的更大。
2.放置电感
1.电感应接近IC放置,但不要离输入电容太近CIN、CBYPASS
2.在满足散热和载流要求的条件下
不要增加电感出线宽度 不要增加电感出线宽度 不要增加电感出线宽度
一定要来图片才能形象,布线如下图所示
3.电感下方GND铜皮要挖空;布线如下图所示
4.避免电感下方两块铜皮过近,寄生电容直接将开关节点的噪声引入输出,布线如下图所示 最后,来张推荐的布线图
3.放置输出电容
输出电容CO尽量靠近电感,但不要太靠近CIN和CBYPASS,建议CIN与CO相距1-2cm
4、反馈网络布线
最最最重要的部分!! 反馈网络布线是最需要注意的,如果这根线上加载了噪声,将会直接体现在输出电压上。
(1)电阻分压网络连接至FB的走线一定要走短线;且用parallel的方式走线,如图 (2)从output取电压时一定要从CO后取电压 (3)在远离电感和二极管开关节点的地方出线。不要在电感器和二极管正下方布线。 ps 感谢m0_4646863网友提出之前文章中的错误。
5、总结
1、输入电容CIN和CBYPASS要和二极管D1和DC-DC在同一表面,输入电容尽量靠近DC-DC放置;
2、电感尽可能靠近IC引脚放置,在载流满足输出电流的要求下,不要加粗电感出线(与pin保持一样粗细即可);
3、输出电容靠近电感放置;
4、反馈网络取电压时,从输出电容后侧取电压,且走线远离电感和二极管。