电源PCB设计太难？图解开关电源与LDO布局布线要点全攻略！

原创凡亿PCB 2025-04-19 08:02 1264浏览 0评论 0点赞

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电源设计，是PCB设计中最核心、也最容易翻车的模块之一。

你是不是也有这样的经历？

1、电源一上电就过热？
2、明明布线清晰却总有干扰？
3、看不懂datasheet推荐图，不知道元件该怎么放？

其实，电源设计并没有你想的那么复杂，只要掌握关键原则，看懂原理图，设计就成一半！

今天这篇文章，就结合图文，带你完整拆解 开关电源与LDO线性稳压器的PCB设计技巧，从布局到铺铜，从GND处理到过孔安排，全流程讲透！

一、开关电源基础结构

一、开关电源基础结构

如图所示，一个典型的开关电源模块主要包括以下几个部分：

DC-DC变换器核心：负责功率转换

输出采样电路（R1、R2）：采样电压并反馈给比较器

3PWM误差放大与驱动电路：通过调整占空比控制输出电压

图中的反馈电阻将输出电压与基准电压Ur比较，PWM 控制器调节占空比，从而调节输出。

二、开关电源PCB设计要点详解

1️⃣ 芯片选型后，第一步：下载datasheet！

参考原厂推荐的布局图非常关键，特别是输出/输入电容、电感、MOS等关键器件的位置。

2️⃣ 主电流通路清晰，优先布局核心路径

以开关芯片为中心，围绕其引脚展开布局；

输入与输出的滤波电容尽量不要并排，避免输入噪声耦合到输出；

保留足够的铺铜与过孔空间。

✅ 图示中：可以看到主路径用粗线表示，注意流向与铜皮分布。

3️⃣ 一字型布局 + 紧凑排列是王道

元器件沿一个方向整齐排布；

尽量减少连接长度、打孔数量；

核心滤波电容一定要靠近管脚（如图中红框所示），别乱放！

✅ 布局紧凑 = 寄生参数小 + EMI干扰低 + 散热好

4️⃣ 强电流走线处理：能铺铜就别细线！

公共地线、电源输入输出线一定要宽或铺铜处理；

信号互联线最少加粗至10mil（大多数工程师推荐为12~15mil）；

大电流回路优先走顶层或底层，防止断层。

✅图中展示的是不同电流等级下的走线宽度对比。

5️⃣ SENSE、GATE、INTVCC引脚如何优化布线

SENSE（采样）线：0.5mm线径，连接到输出电容后端，避开功率器件；

GATE驱动线：尽量短且粗，不要贴着高频信号布；

INTVCC滤波电容：必须紧贴芯片，提供GATE电流供给路径。

✅ 图中展示SENSE线的引出方式，避免从芯片PIN直接拉线！

6️⃣ 芯片与电感底部不能布线，要加散热过孔

所有带Power Pad的芯片需开窗+铺铜+打散热过孔；

电感下方不能有任何信号线，防止磁干扰耦合；

多路输出的情况下，相邻电感需垂直摆放，降低互感干扰。

7️⃣ 铜皮铺设注意事项

千万不要全连接！要给焊接留出“隔热路径”；

大面积铜皮不能只靠一个过孔连接地，建议打孔阵列。

✅ 图示中展示铜皮未留热阻导致虚焊、堆锡、立片等常见工艺问题。

三、线性稳压电源LDO设计

什么是LDO？

LDO是“Low Dropout Regulator”的缩写，低压差线性稳压器。

适用于3.3V → 1.8V、5V → 3.3V等低电压降压；

特点：结构简单、上电快、纹波小、输出稳定；

缺点：仅支持降压，输出电流一般不超过2A。

LDO设计要点

以“5V转3.3V”为例：

1）输入/输出电容优先靠近芯片引脚

→ 先放大电容（如10uF），再补小电容（如0.1uF）

2）主电流路径要直要粗

→ 尽量走最短路径，避免额外电压降

GND主回路布线

GND脚要连接大面积铜皮，增加导电面积；

打多个过孔，数量参考输入输出走线；

输入与输出地尽量连接在一起形成闭环。

图中标明了建议的铜皮宽度与过孔排布方式。

📌 总结：学会这些，电源设计就不怕了！

设计内容	开关电源	LDO
控制方式	占空比控制	线性控制
输入/输出布局	一字型布局，靠近芯片	按“先大后小”原则
强电流布线	铺铜 or ≥20mil	加宽主通路
GND处理	单点接地 + 多过孔	大面积铜皮 + 多过孔
散热建议	加散热地过孔 + 开窗	LDO一般无需额外散热