DC-DC｜設計編
小結
2019.04.25
在DC-DC轉換器設計篇“DC-DC轉換器的PCB板佈局”中，曾對以下項目進行了介紹。本文將匯總各項目的關鍵字作為總結。
首先，在“PCB佈局的要點”中介紹了整體通用的要點。這些是最全面清晰的要點總結，因此在這裡也先列出這些要點。
PCB佈局的要點（整體）
- 將輸入電容和二極體在與IC引腳相同的面，盡可能地配置在IC最近處
- 必要時配置散熱孔
- 電感可使來自開關節點的輻射雜訊最小化，因此，雖然重要程度僅次於輸入電容，也需要配置於IC的附近
- 銅箔圖形面積不要過大
- 輸出電容配置於電感附近
- 回饋路徑的佈線儘量遠離電感和二極體等的噪音源
- 拐角佈線圓弧狀
- 降壓型轉換器工作時的電流路徑
關鍵要點
・進行PCB板佈局（設計）時，瞭解降壓型轉換器的電流路徑是非常重要的。
・開關穩壓器的開關動作引發的電流急劇ON/OFF，如果不經由恰當的佈局來處理，將對電路工作和其他產生不良影響。
- 開關節點的振鈴
關鍵要點
・實際的印刷電路板中，存在電路圖中沒有的寄生電容和寄生電感。
・寄生成分可能引發振鈴等問題。
・PCB板佈局要記住這些要點，爭取最佳佈局。
- 輸入電容和二極體的配置
關鍵要點
・最好最先從輸入電容器和二極體的配置開始。
・將輸入電容器和二極體在與IC引腳相同的面，盡可能地配置在IC最近處是鐵則。
・寄生電感會導致雜訊，因此導通孔的使用需要充分探討。電流開關的位置需要注意。
- 散熱孔的配置
關鍵要點
・散熱孔是利用貫通PCB板的頻道（過孔）使熱量傳導到背面來散熱的手法。
・散熱孔要配置在發熱體的正下方或盡可能靠近發熱體。
- 電感的配置
關鍵要點
・電感要儘量配置在IC附近。
・銅箔面積不可過大。
・電感的正下方不可配置GND層。也要極力避免配置訊號線。
・電感引腳的佈線不要太近。
- 輸出電容的配置
關鍵要點
・輸出電容器要儘量配置在電感附近。
・為減少高頻雜訊的傳導，CIN的GND和CO的GND要離開1～2cm配置。
- 回饋路徑的佈線
關鍵要點
・輸出端的回饋信號線要遠離開關節點。如果引發雜訊將可能導致誤差或誤動作。
・還有一種方法是經由過孔在PCB板背面佈線。
- 接地
關鍵要點
・AGND和PGND需要分離，原則上PGND不要分隔且配置在頂層。
・如果分隔PGND而通過過孔在背面連接，則受過孔電阻和電感的影響，損耗和雜訊將會增加。
・共用地、信號地和PGND的連接，要在開關雜訊較少的輸出電容器附近的PGND進行。
- 銅箔的電阻和電感
關鍵要點
・瞭解PCB板的基本結構。
・銅箔的電阻表現為電壓降，具有溫度依存性。
・要注意銅箔的電感在某些情況下會引發高電壓。
・要降低電感值，縮短佈線是有效方法
- 雜訊對策：拐角佈線、傳導、輻射
關鍵要點
・拐角佈線要設計為圓弧狀，以減少佈線電阻的變化並抑制雜訊。
・雜訊引腳電壓（傳導射極，Conducted Emission）的對策是根據雜訊頻率來選用磁珠或π型濾波器。
・雜訊電場強度（輻射雜訊）的對策是最佳化輸入電容配置和調整開關波形的陡峭程度。
- 雜訊對策：緩衝電路、自舉電阻、閘極電阻
關鍵要點
・緩衝電路可減少開關的振鈴，但效果和損耗之間存在權衡（Trade-off）關係。
・自舉電路增加電阻可減少上升時的雜訊，但MOSFET的開關損耗會增加。
・在閘極插入電阻可降低上升和下降時的雜訊，但MOSFET的損耗會增加。另外，如果是MOSFET內建型的IC則無法插入電阻。
至此，“DC-DC轉換器的PCB板佈局”介紹完畢。
【下載資料】 降壓型DC-DC轉換器電路板佈局基礎和案例
內容在說明降壓型DC-DC轉換器的電路板佈局基礎及示例。主要包含對於開關方式的DC-DC轉換器的穩定性有很大影響的電路板佈局方面的考量以及相關注意事項。
DC-DC
基礎篇
- 升壓型DC-DC轉換器的最大輸出電流 －前言－
- 升壓型DC-DC轉換器關斷時的工作
- 升壓電源負載短路引發的問題及其保護電路 －前言－
- 降低升壓電源輸出中的開關雜訊 －前言－
- 升壓型DC-DC轉換器的輸出漣波電壓 －前言－
- 開關穩壓器的基礎
- 輸入輸出電壓和元件常數對最大輸出電流的影響
- 線性穩壓器的基礎
- 總整理
- 電源電路的七大標配：從低雜訊型到升壓型！
- 何謂DC/DC轉換器？
設計編
評估篇
應用篇
- 使用線性穩壓器的電源設計要點
- 案例1：手工焊接導致IC和週邊元件受損
- 何謂LDO線性穩壓器的並聯
- 線性穩壓器的簡易穩定性優化方法 —前言—
- 使用通用電源IC實現電源時序控制的電路
- 使用浮接型線性穩壓器進行電源設計時的要點 —前言—
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