面包芯语

DCDC电源PCB布局的这些注意事项，你都了解吗？

电子工程世界 2024-04-07 09:00
一站式登记香港贸易发展局各个商贸展览 4.23杭州！半导体产业链测试全链路解密

▲ 更多精彩内容 请点击上方蓝字关注我们吧！


在DCDC电源电路中，PCB的布局对电路功能的实现和良好的各项指标来说都十分重要。本文以buck电路为例，简单分析一下如何进行合理PCB layout布局以及设计中的注意事项。

首先，以最简单的BUCK电路拓扑为例，下图（1-a）和（1-b）中分别标明了在上管开通和关断时刻电流的走向，即功率回路部分。这部分电路负责给用户负载供电，承受的功率较大。


结合图（1-c）中Q1和Q2的电流波形，不难发现，由于电感的存在，后半部分电路中不会存在一个较高的电流变化趋势，只有在两个开关管的部分会出现高电流转换速率。在PCB布线时需要特别注意，尽可能减小这一快速变化的环节的面积，来减少对其他部分的干扰。随着集成工艺的进步，目前大部分电源芯片都将上下管集成到了芯片的内部。

了解了高电流转换速率部分后，让我们回到整个功率回路布局来看。以MPS的非常受欢迎的MPQ8633A（B）系列产品为例，这是一款完全集成的高频同步降压转换器可以实现高达12-20A的输出电流，其原理图如下，其功率回路（绿色标注）中包含输入电容，电感以及输出电容等器件。


功率回路也需要做到尽可能地占用较小的环路面积，来减少噪声的发射以及回路上的寄生参数。推荐的PCB布局如图（3）所示。注意点如下：

  • 输入电容就近放在芯片的输入Vin 和功率地PGND ，减少寄生电感的存在，因为输入电流不连续，寄生电感引起的噪声对芯片的耐压以及逻辑单元造成不良影响。VIN 的管脚旁边至少各有1 个去耦电容 ，用来滤除来自电源输入端的交流噪声和来自芯片内部（倒灌）的电源噪声，同时也为芯片储能。且电容需要紧挨管脚，两者的间距需要小于40mil 。


  • 功率回路尽可能的短粗，保持较小的环路面积 ，减少噪声的发射。
  • SW 点是噪声源，保证电流的同时保持尽量小的面积 ，远离敏感的易受干扰的位置，例如FB等。


  • 铺铜面积和过孔数量会影响到PCB 的通流能力和散热。由于PCB的载流能力与PCB板材、板厚、导线宽厚度以及温升相关，较为复杂，可以通过IPC-2152标准来进行准确的查找和计算。一般，对于MPQ8633A（B）的PCB来说，需要在VIN（至少打6个过孔）和PGND（至少打9个过孔）处多打过孔，这两处的铺铜应最大化来减小寄生阻抗。SW处的铺铜也需要加宽，以免出现限流的情况，导致工作异常。


讨论完功率回路部分，转眼看芯片逻辑电路部分，这部分的PCB布局也是有所讲究的。


结合图（3）和（4）可总结注意点如下：
1.将BST 电容放置在尽可能靠近BST 和SW 的位置，使用20mil 或更宽来布线路径。


2.FB 电阻连接到FB 管脚尽可能短， 减少噪声的耦合。这是芯片最敏感，最容易受干扰的部分，是引起系统不稳定的十分常见原因。需要将其远离噪声源，例如：SW点，电感，二极管等（在非同步buck中，MPQ8633外围无二极管）。如图，RFF、CFF、RFB1、RFB2都尽量靠近芯片摆放。


3.VCC 电容应就近放置在芯片的VCC 管脚和芯片的信号地之间，尽量在一层，没有过孔 。对于信号地（AGND）和功率地（PGND）在一个管脚的芯片，同样就近和该管脚连接。


4.AGND和PGND需要进行单点连接。


5.将SS电容靠近TRK/REF至RGND。


6.将SENSE电容置于输出SENSE线之间，平行走线。


7.PCB layout 中走线和铺铜都尽量避免90 °直角，走45°或者圆弧角，特别是在高频信号传输线部分。避免由传输线宽带来的反射和传输信号的失真。


最后，为了方便大家了解自己画的PCB是否合理，可以参考以下简易表格做一个自评：


以上表格适用于简单的buck、boost电路的PCB设计，多用单层或者双层板即可。仅供参考，欢迎补充。

来源：MPS


推荐阅读

如何设计自锁电路？
PCB上如何用GND？看完终于明白了
原来这些元器件最容易引发电路故障...
揭秘：如何利用PCB散热
掌握FPGA核心：Veilog HDL语法与高效框架全解析
不同的电平信号的MCU如何通信？
CAN总线为什么需要加终端电阻?如果不加会怎样?
EEPROM和FLASH的区别，单片机中为啥很少有EEPROM?
嵌入式编程如何搞定回调函数？
二极管的钳位保护电路，经常被工程师忽略！
透彻分析电容去耦原理
为什么在MOS管开关电路设计中使用三极管容易烧坏？
胡闹！谁教你这样用TVS管的？
原来这些元器件才是最容易引发电路故障的
如何通过单片机串口输出模拟量？
如何让MOS管快速开启和关闭
充电器IC中的电源路径管理
开关控制回路原理讲解、识图及异常分析处理
今日说“法”：是谁动了我的JTAG口？


· END ·








登录阅读全文
免责声明： 该内容由专栏作者授权发布或作者转载，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点，本站亦不保证或承诺内容真实性等。若内容或图片侵犯您的权益，请及时联系本站删除。侵权投诉联系：  nick.zong@aspencore.com！
电子工程世界 关注EEWORLD电子工程世界，即时参与讨论电子工程世界最火话题，抢先知晓电子工程业界资讯。
评论 （0）
  • 芯资讯｜WTL580微波雷达：重新定义智能电子锁人体感知与交互体验
    一、智能门锁市场痛点与技术革新随着智能家居的快速发展，电子门锁正从“密码解锁”向“无感交互”进化。然而，传统人体感应技术普遍面临三大挑战：功耗高导致续航短、静态人体检测能力弱、环境适应性差。WTL580微波雷达解决方案，以5.8GHz高精度雷达感知技术为核心，突破行业瓶颈，为智能门锁带来“精准感知-高效触发-超低功耗”的全新交互范式。二、WTL580方案核心技术优势1. 5.8GHz毫米波雷达：精准感知的革命全状态人体检测：支持运动、微动（如呼吸）、静态（坐卧）多模态感知，检测灵敏度达0.1m/
    广州唯创电子 2025-04-15 09:20 90浏览
  • 一、《芯片从技术到产业全景揭秘》芯片的发展历程
    一、芯片的发展历程总结：1、晶体管的诞生（1）电子管时代 20世纪40年代，电子管体积庞大、功耗高、可靠性差，无法满足计算机小型化需求。（2）晶体管时代 1947年，贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿发明点接触晶体管，实现电子信号放大与开关功能，标志着固态电子时代的开端。 1956年，肖克利发明晶体管。（3）硅基晶体管时代 早期晶体管采用锗材料，但硅更耐高温、成本低，成为主流材料。2、集成电路的诞生与发展 1958年，德州仪器工程师基尔比用锗材料制成世界上第一块含多个晶体管的集成电路，同年仙童半导
    碧海长空 2025-04-15 09:30 117浏览
  • 芯资讯｜WT3000T8语音合成芯片TTS在智能收款机中的创新应用设计方案介绍
    一、智能语音播报技术演进与市场需求随着人工智能技术的快速发展，TTS（Text-to-Speech）技术在商业场景中的应用呈现爆发式增长。在零售领域，智能收款机的语音播报功能已成为提升服务效率和用户体验的关键模块。WT3000T8作为新一代高性能语音合成芯片，凭借其优异的处理能力和灵活的功能配置，正在为收款机智能化升级提供核心技术支持。二、WT3000T8芯片技术特性解析硬件架构优势采用32位高性能处理器（主频240MHz），支持实时语音合成与多任务处理QFN32封装（4x4mm）实现小型化设计
    广州唯创电子 2025-04-15 08:53 111浏览
  • 高空SAR目标智能成像系统软件
    　　高空 SAR 目标智能成像系统软件：多领域应用的前沿利器 　　高空 SAR(合成孔径雷达)目标智能成像系统软件，专门针对卫星、无人机等高空平台搭载的 SAR传感器数据，融合人工智能与图像处理技术，打造出的高效目标检测、识别及成像系统。此软件借助智能算法，显著提升 SAR图像分辨率、目标特征提取能力以及实时处理效率，为军事侦察、灾害监测、资源勘探等领域，提供关键技术支撑。 　　应用案例系统软件供应可以来这里，这个首肌开始是幺伍扒，中间是幺幺叁叁，最后一个是泗柒泗泗，按照数字顺序组合
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-14 16:09 151浏览
  • 二、《芯片从技术到产业全景揭秘》芯片的设计
    二、芯片的设计1、芯片设计的基本流程 （1）需求定义： 明确芯片功能（如处理器、存储、通信）、性能指标（速度、功耗、面积）及目标应用场景（消费电子、汽车、工业）。 （2）架构设计： 确定芯片整体框架，包括核心模块（如CPU、GPU、存储单元）的协同方式和数据流路径。 （3）逻辑设计： 通过硬件描述语言（如Verilog、VHDL）将架构转化为电路逻辑，生成RTL（寄存器传输级）代码。 （4）物理设计： 将逻辑代码映射到物理布局，涉及布局布线、时序优化、功耗分析等，需借助EDA工具（如Ca
    碧海长空 2025-04-15 11:30 163浏览
  • 无人装备作战协同仿真系统软件：科技的关键支撑
    　　无人装备作战协同仿真系统软件：科技的关键支撑 　　无人装备作战协同仿真系统软件，作为一款综合性仿真平台，主要用于模拟无人机、无人车、无人艇等无人装备在复杂作战环境中的协同作战能力、任务规划、指挥控制以及性能评估。该系统通过搭建虚拟战场环境，支持多种无人装备协同作战仿真，为作战指挥、装备研发、战术训练和作战效能评估，提供科学依据。 　　应用案例 　　系统软件供应可以来这里，这个首肌开始是幺伍扒，中间是幺幺叁叁，最后一个是泗柒泗泗，按照数字顺序组合就可以找到。 　　核心功能 　　虚拟战
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-14 17:24 90浏览
  • 三、《芯片从技术到产业全景揭秘》芯片的制造
    三、芯片的制造1、制造核心流程 （1）晶圆制备：以高纯度硅为基底，通过拉晶、切片、抛光制成晶圆。 （2）光刻：光刻、离子注入、薄膜沉积、化学机械抛光。 （3）刻蚀与沉积：使用干法刻蚀（等离子体）精准切割图形，避免侧壁损伤。 （4）掺杂：注入离子形成PN结特性，实现晶体管开关功能。2、材料与工艺创新 （1）新材料应用： 高迁移率材料（FinFET中的应变硅、GaN在射频芯片中的应用）； 新型封装技术（3D IC、TSV硅通孔）提升集成度。 （2）工艺创新： 制程从7nm到3nm，设计架构由F
    碧海长空 2025-04-15 11:33 199浏览
  • 四、《芯片从技术到产业全景揭秘》芯片封测技术及应用场景
    四、芯片封测技术及应用场景1、封装技术的发展历程 （1）DIP封装：早期分立元件封装，体积大、引脚少； （2）QFP封装：引脚密度提升，适用于早期集成电路。 （3）BGA封装：高密度互连，散热与信号传输优化； （4）3D封装：通过TSV（硅通孔）实现垂直堆叠，提升集成度（如HBM内存堆叠）； （5）Chiplet封装：异质集成，将不同工艺节点的模块组合（如AMD的Zen3+架构）。 （6）SiP封装：集成多种功能芯片（如iPhone的A系列SoC整合CPU、GPU、射频模块）。2、芯片测试 （1
    碧海长空 2025-04-15 11:45 202浏览
  • 开展倒计时|2025成都工博会，科士威在成都等您来！
    展会名称：2025成都国际工业博览会（简称：成都工博会）展会日期：4月23 -25日展会地址：西部国际博览城展位号：15H-E010科士威传动将展示智能制造较新技术及全套解决方案。 2025年4月23-25日，中国西部国际博览城将迎来一场工业领域的年度盛会——2025成都国际工业博览会。这场以“创链新工业，共碳新未来”为主题的展会上，来自全球的600+ 家参展企业将齐聚一堂，共同展示智能制造产业链中的关键产品及解决方案，助力制造业向数字化、网络化、智能化转型。科士威传动将受邀参展。&n
    科士威传动 2025-04-14 17:55 88浏览
  • 大野耐一：“看板”的真正含义是什么？
    你知道精益管理中的“看板”真正的意思吗？在很多人眼中，它不过是车间墙上的一块卡片、一张单子，甚至只是个用来控制物料的工具。但如果你读过大野耐一的《丰田生产方式》，你就会发现，看板的意义远不止于此。它其实是丰田精益思想的核心之一，是让工厂动起来的“神经系统”。这篇文章，我们就带你一起从这本书出发，重新认识“看板”的深层含义。一、使“看板”和台车结合使用　　所谓“看板”就是指纸卡片。“看板”的重要作用之一，就是连接生产现场上道工序和下道工序的信息工具。　　“看板”是“准时化”生产的重要手段，它总是要
    优思学院 2025-04-14 15:02 118浏览
  • 深度解析：如何选择靠谱的三星车规电容代理商？
    在当今汽车电子化和智能化快速发展的时代，车规级电子元器件的质量直接关系到汽车安全性能。三星作为全球领先的电子元器件制造商，其车规电容备受青睐。然而，选择一个靠谱的三星车规电容代理商至关重要。本文以行业领军企业北京贞光科技有限公司为例，深入剖析如何选择优质代理商。选择靠谱代理商的关键标准1. 授权资质与行业地位选择三星车规电容代理商首先要验证其授权资质及行业地位。北京贞光科技作为中国电子元器件行业的领军者，长期走在行业前沿，拥有完备的授权资质。公司专注于市场分销和整体布局，在电子元器件领域建立了卓
    贞光科技 2025-04-14 16:18 148浏览
我要评论
0
0
点击右上角，分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦