以下列表总结了用于优化直流/直流模块性能(包括热特性和 EMI 特性)的 PCB 布局和元件放置基本指南。图 11-1 和图 11-2 展示了 TPSM63604 的推荐 PCB 布局,并优化了功率级和小信号元件的布局和布线。
- 将输入电容器尽可能靠近 VIN 引脚放置。请注意,输入电容器基于模块封装每一侧的 VIN1 和 VIN2 引脚的双对称排列。高频电流分为两个部分并有效地反向流动,使相关磁场相互抵消,从而提高 EMI 性能。
- 使用具有 X7R 或 X7S 电介质的低 ESR 1206 或 1210 陶瓷电容器。该模块集成了两个 0402 输入电容器,用于高频旁路。
- 输入电容器的接地返回路径应包含连接到模块下方 PGND 焊盘的局部顶层平面。
- 即使 VIN 引脚在内部连接,也要在较低的 PCB 层上使用宽多边形平面将这些引脚连接在一起并连接到输入电源。
- 将输出电容器尽可能靠近 VOUT 引脚放置。输出电容器采用类似的双路对称布置,可消除磁场并降低 EMI。
- 输出电容器的接地返回路径应包含连接到模块下方 PGND 焊盘的局部顶层平面。
- 即使 VOUT 引脚在内部连接,也要在较低的 PCB 层上使用宽多边形平面将这些引脚连接在一起并连接到负载,从而减少传导损耗和热应力。
- 通过将反馈电阻器靠近 FB 引脚放置,使 FB 走线尽可能短。通过将电阻分压器靠近 FB 引脚而不是靠近负载放置,降低输出电压反馈路径的噪声敏感度。FB 是电压环路误差放大器的输入,并代表对噪声敏感的高阻抗节点。将上部反馈电阻器布线到所需的输出电压调节点。
- 在模块顶层正下方的 PCB 层上使用实心接地层。该平面可以充当噪声屏蔽层,尽可能地减小与开关环路中的电流相关的磁场。将 AGND 引脚 6 和 11 直接连接到模块下方的 PGND 引脚 19。
- 提供足够大的 PCB 面积,以实现适当的散热。使用足够的覆铜区实现与最大负载电流和环境温度条件相称的低热阻抗。为 TPSM63604 提供足够的散热,以将结温保持在 150°C 以下。对于满额定负载运行,顶部接地层是一个重要的散热区域。使用矩阵式散热过孔将封装的外露焊盘 (PGND) 连接到 PCB 接地层。如果 PCB 具有多个铜层,请将这些散热过孔连接到内层接地层。最好使用 2 盎司(不少于 1 盎司)的铜制作 PCB 顶层和底层。