電源設計技術資訊網站

電源設計支援工具   English   简体中文   日本語   한국어

2021.02.24 DC/DC

輸出電容和續流二極體的配置

升壓型DC/DC轉換器的PCB佈局

上一篇文章針對升壓型DC/DC轉換器的輸入電容之後,接下來將對升壓型DC/DC轉換器的重要元件--輸出電容和續流二極體進行配置。

輸出電容和續流二極體的配置

配置升壓型DC/DC轉換器的輸入電容後,我們來配置升壓型DC/DC轉換器的輸出電容和升壓型DC/DC轉換器的續流二極體。

對此電路板佈局進行解說的前提為升壓電路的輸出電流為1A以內。如果是這種程度的輸出電流,則僅需要較小電容量的輸出電容COUT即可,因此同一顆陶瓷電容還可作為高頻去耦電容COBYPASS使用。這是因為陶瓷電容的容值越小,其頻率特性越好。但是由於陶瓷電容的種類或廠家不同,其頻率特性也不同,因此需要對實際所用元件的頻率特性進行確認。

將續流二極體D2配置在與IC和COUT同一個面的最近處。連接二極體和切換MOSFET Q2的節點是切換節點,因此是高頻雜訊的發生源。若此節點的佈線過長,則因佈線電感引起的高頻尖峰雜訊將會疊加在VOUT上。另外,透過盡可能縮小從切換MOSFET Q2到續流二極體D2、高頻去耦複用輸出電容COUT的環路,來儘量控制高頻雜訊的輻射。以上的元件配置和佈線,必須在同一面上完成。如果經由通孔在背面進行配置和佈線,受通孔電感量的影響,雜訊會加劇,因此請絕對不要經由通孔。考慮了以上情況的理想佈局範例,如右圖所示。相關佈局部分已使用深色進行表示。

理想的輸出電容和續流二極體配置範例

如前面提到的,切換節點過長將增加佈線電感,從而導致高頻尖峰雜訊增大,大部分情況都會帶來不好的影響。為了改善此高頻尖峰雜訊,可採用增加RC緩衝電路的方法進行處理。

由於此緩衝電路需要配置在切換MOSFET Q2和IC的GND引腳的最近處,因此我們建議提前準備好用於緩衝電路的電阻RS和電容CS的區域。

請注意,在緩衝電路的切換動作中始終會產生損耗,這是導致效率下降的主要原因,這一點請務必知悉。可能需要在降低切換節點尖峰雜訊和確保效率之間進行權衡。

理想的緩衝電路配置範例

關鍵要點

・如果輸出電流較小,則升壓型DC/DC轉換器的輸出電容器的電容可以相對較小,因此一個陶瓷電容器即可用作輸出電容器也可以用作高頻用去耦電容器。

・升壓型DC/DC轉換器的續流二極體要配置在與IC和升壓型DC/DC轉換器的輸出電容相同面的最近處。

・如果二極體和切換MOSFET連接的節點的佈線過長,則由佈線電感引起的高頻尖峰雜訊會疊加在輸出上。

・可以使用緩衝電路來處理尖峰雜訊,但要注意緩衝電路產生的損耗。

週邊元件的選擇和PCB佈局