同步降压转换器的布局注意事项

图1：同步降压DC / DC转换器

    布局考虑的因素包括旁路电容器、反馈补偿网络组件、功率组件、寄生组件、接地回路和连接。

    对于旁路电容，最小化引线电感很重要，可通过减小旁路回路面积、缩短高di / dt（电流转换速率）路径上的长度、尽可能使用接地层（如可能）、在电容器两端引入电流路径、避免多种布局等方案来实现。此外，并联不同的电容器类型以降低电容频带两端的阻抗很重要，因为它可以把2MHz至20MHz频率范围（典型的电容器值为0.1μF至0.01μF）的阻抗降低。牵引电容，使其更靠近集成电路（IC）引脚，还能向布局设计者展示关键节点和面积，如图2所示。

图2：指示关键环路面积的旁路电容电路连接

    将补偿网络置于靠近IC误差放大器的地方。放置电阻，使它们直接连接到误差放大器（FB引脚）的反相输入，如图3所示。

图3：反馈补偿网络布局

    确保正确连接电源组件，因为电流路径中有高di / dt（电流转换速率），如图4所示。路径中的任何电感将导致开关节点振铃，这可能超过功率FET的绝对最大额定值，并且还会在系统中产生谐波和不必要的噪声。目标是通过使用双面印刷电路板（PCB）的装配来最小化回路面积，其中在PCB的一侧上具有MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)，而在另一侧上具有电容器。确保正确地放置和布设组件。正确的设计无需缓冲电路来减少开关节点振铃。

图4：指示高电流路径的电源组件连接

    注意寄生元件，因为它们可能引入并增加电源中的阻抗，这会导致稳定性和操作问题。注意接线电感，特别是低阻抗电路和滤波器、电源开关和定时电路。使用接地层和宽走线以最小化电感。在电路板电容方面，注意高阻抗或噪声敏感电路，并注意电路板平面/层和组件焊盘之间的耦合。电感器之间，特别是环形电感器，也可能发生磁耦合。这种情况下，请考虑其他安装方向。磁耦合也可能发生在环路之间，因此，应最小化环路面积并使用接地平面。

   单点接地存在串联或并联的问题，如图5所示。

图5：串联和并联单点接地连接

    更好的方法是使用多点接地。如图6所示，多点接地允许电路之间具有低阻抗，以最小化电位差，并且还减少了电路走线电感。目的是在单个电路中包含高频电流，并将其保持在接地平面之外。

    许多降压转换器控制IC可识别噪声和安静的电路区域，并且IC引脚如此排列，使得IC引脚周围的布局和元件布置更加容易。有些甚至为电源和模拟接地提供单独的引脚，如图7所示的TPS40170 60V同步降压脉冲宽度调制（PWM）控制器引脚。