任何直流/直流转换器的 PCB 布局对于实现设计的理想性能而言都至关重要。PCB 布局不良可能会破坏原本良好的原理图设计的运行效果。即使转换器正确调节,PCB 布局不良也意味着稳健的设计无法大规模生产。此外,稳压器的 EMI 性能在很大程度上取决于 PCB 布局。在降压转换器中,最关键的 PCB 功能是由一个或多个输入电容器和电源地形成的环路,如图 8-17 所示。该环路承载大瞬态电流,在布线电感的作用下可能产生大瞬态电压。这些不必要的瞬态电压会破坏转换器的正常运行。因此,该环路中的布线必须宽且短,并且环路面积必须尽可能小以降低寄生电感。节 8.5.2展示了 LMR38015-Q1 关键元件的建议布局。
- 将输入电容器尽可能靠近 VIN 引脚放置,并通过一条短宽布线接地。
- 应用 LMR38025EVQM 中所示的对称输入电容器技术
- 为 CBOOT 电容器使用宽布线。将 CBOOT 电容器放置在尽可能靠近器件的位置,并使用短/宽的布线连接至 BOOT 和 SW 引脚。BOOT 和 SW 引脚相邻,这简化了 CBOOT 电容器的放置。对于 VQFN 封装,将器件下方的 SW 连接路由到 NC 引脚,并使用此路径将 BOOT 电容器连接至 SW。将器件下方的 SW 连接路由到 NC 引脚,并使用此路径将 BOOT 电容器连接至 SW。
- 将反馈分压器尽可能靠近器件的 FB 引脚放置。将 RFBB、RFBT 和 CFF(如果使用)在物理上靠近器件放置。与 FB 和 GND 的连接必须短且靠近器件上的这些引脚。到 VOUT 的连接可能会更长一些。但是,不得将这一条较长的布线布置在任何可能电容耦合到稳压器反馈路径的噪声源(例如 SW 节点)附近。
- 在其中一个中间层中至少使用一个接地层。该层充当噪声屏蔽层,也充当散热路径。
- 将散热焊盘连接到接地层。WSON 封装具有可焊接到 PCB 接地平面的散热焊盘 (PAD) 连接。此焊盘用作散热器连接。该焊接连接的完整性直接影响应用的总有效 RθJA。
- 为 VIN、VOUT 和 GND 提供宽平面。使这些路径尽可能宽和直接可减少转换器输入或输出路径上的任何电压降,并更大限度地提高效率。
- 提供足够大的 PCB 面积,以实现适当的散热。必须使铜面积足够大,以确保实现与最大负载电流和环境温度相称的低 RθJA。使用 2 盎司(不少于 1 盎司)的铜制作 PCB 顶层和底层。对于 WSON 封装,至少使用三个散热过孔将散热焊盘 (PAD) 连接到 PCB 底部层的接地平面。如果 PCB 设计使用多个铜层(建议),则散热过孔也可以连接到内层散热接地平面。
- 保持较小的开关面积。保持 SW 引脚与电感器之间的铜区域尽可能短且宽。同时,必须更大程度地减小此节点的总面积,以帮助降低辐射 EMI。
有关其他重要指南,请参阅以下 PCB 布局资源: