图 2-1 所示为具有功率级元件、集成式栅极驱动器和 VCC 偏置电源的 TPS55288 四开关降压/升压转换器。图 2-1 还通过颜色区分大电流布线、高 dI/dt 关键环路和高 dv/dt 开关节点。

图 2-1 具有关键环路的降压/升压转换器原理图

红色阴影部分的环路 1 和环路 2 是降压桥臂和升压桥臂的两个关键高频电源环路。在这两个环路中，长而细的布线会导致过量噪声、开关节点上的过冲和振铃以及寄生电感引起的地弹。在 MOSFET 开关事件期间，换向电流的压摆率可能超过 3-5A/ns，因此一个 2nH 的寄生电感会导致 6V 的电压尖峰。在这些关键环路中流动的脉冲矩形电流波形具有较高的谐波含量，因此较大的环路面积会导致从中散发出很大的辐射能量，从而引起电磁干扰问题。因此，最大限度地减小布线长度以及环路 1 和环路 2 的封闭面积至关重要。

流入主电感器的电流主要是直流，带有叠加的三角电流纹波。电感本质上限制了电流变化率。与主电感器串联的寄生电感是良好的。同时，开关节点 SW1 和 SW2 的面积应尽可能小。如果 SW1 和 SW2 覆铜区较大，高 dv/dt 噪声信号会通过电容耦合特性耦合到附近的其他布线，从而引起电磁干扰问题。

图 2-1 中的环路 3 和环路 4 是降压桥臂 MOSFET 的栅极环路。环路 3 表示由自举电容器供电的 MOSFET 的高侧栅极驱动器电路。环路 4 表示由 VCC 电容器供电的 MOSFET 的低侧栅极驱动器电路。导通路径和关断路径分别由实线和虚线表示。为了在导通和关断转换期间对 MOSFET 的栅极电容进行充电和放电，峰值高达 1A 左右的瞬时电流会在栅极环路中短暂流动。

将 VCC 去耦电容器放置在非常靠近 VCC 和 PGND 引脚的位置，将自举电容器放置在非常靠近 SW 和引导引脚的位置，可以减少栅极环路封闭区域。从器件到 MOSFET 的栅极驱动布线应尽可能短，将栅极驱动和返回布线并排布置可以尽可能减小栅极环路电感和栅极环路面积。