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技術(shù)專(zhuān)題
Buck電路PCB設計的布局提示
本文我們要討論的是在PCB設計中使用的Buck電路（DC-DC 降壓轉換器）設計。
Buck電路是降壓直流電壓的直流到直流轉換器電路。它被普遍用于需要將電壓從一個(gè)電平轉換到另一個(gè)電平的電路板上的低功率應用中。盡管電路非常簡(jiǎn)單，但如果在PCB設計期間未正確放置Buck電路，則電路板可能會(huì )出現性能問(wèn)題。不良的布局會(huì )導致電路產(chǎn)生過(guò)多的噪聲，輸出電壓調節不良以及總體上缺乏穩定性或器件故障。以下是一些布局技巧，可幫助你創(chuàng )建更好的Buck電路設計。
Buck電路PCB設計中的元件放置
從Buck電路的良好元件放置開(kāi)始，你將為成功的布局做好準備。有些人主張你需要在放置時(shí)進(jìn)行布線(xiàn)，而另一些人則建議放置以便布線(xiàn)自然。無(wú)論你采用哪種方式，關(guān)鍵都是要在正確的位置放置組件。很多時(shí)候，PCB設計人員會(huì )以整齊有序的間距放置組件，這與好的電路流程相反，這可能會(huì )導致Buck電路布局變差。
將轉換器IC放置在板上后，將電源組件放置在盡可能靠近IC的位置：
1、輸入電容器：要放置的第一個(gè)關(guān)鍵部分是輸入電容器，并且應該將其放置在與其連接的IC引腳相同的表面層上。當此部分放在電路板的另一側時(shí)，用于將其連接到IC的過(guò)孔電感會(huì )產(chǎn)生電壓噪聲。
2、電感器：為減少輻射的EMI，電感器也應靠近IC并在同一板表層上。
3、輸出電容器：作為Buck電路中的最終功率組件，輸出電容器應靠近電感器。這將最小化組件之間的布線(xiàn)距離，以幫助確保良好的輸出電壓調節。
一旦電源組件放在板上，就放置Buck電路的其他小信號組件。這些將包括諸如軟啟動(dòng)和去耦電容器之類(lèi)的部件，這些部件與功率轉換沒(méi)有直接關(guān)系。這些部件對噪聲敏感，應放置在盡可能靠近IC的地方，以便它們可以直接進(jìn)入IC，以幫助降低其噪聲靈敏度。
一個(gè)簡(jiǎn)單的DC-DC轉換器板
Buck電路布線(xiàn)
用于PCB設計開(kāi)關(guān)電源的Buck電路應以在其關(guān)鍵布線(xiàn)路徑中保持較低的電感為目標。盡量通過(guò)減小路徑的長(cháng)度而不是寬度來(lái)實(shí)現。由于所有電源組件都在同一層，因此你無(wú)需通過(guò)電路板進(jìn)行任何連接就可以了。用于功率組件的過(guò)孔會(huì )增加走線(xiàn)的電感。布線(xiàn)路徑或走線(xiàn)的拐角應成45度角或更佳的角度倒圓角。直角的拐角會(huì )引起電流波形反射并導致阻抗變化。
如何處理電路的接地布線(xiàn)也很重要。你應該為電源組件創(chuàng )建一個(gè)接地，該接地應與其他組件的接地分開(kāi)。電源組件會(huì )產(chǎn)生噪音，你需要將它們包含在自己的地面上。兩條接地路徑可以在一個(gè)點(diǎn)處連接在一起，通常連接到IC下的接地散熱墊。該散熱墊中的散熱孔會(huì )將接地連接到電路板的其余部分。
電源在完成的印刷電路板上的工作情況將部分取決于你對Buck電路的布局情況?？紤]到布局的實(shí)際重要性，布局的這一小部分通常不會(huì )得到應有的關(guān)注。記住要使各部分靠在一起，以較大程度地減少它們的連接，并注意如何劃分電路的不同接地。創(chuàng )建布局的接地布線(xiàn)，以使電流返回路徑遵循邏輯順序，并且不會(huì )將噪聲電流推入敏感電路。憑借其PCB設計規則和約束，成功實(shí)現Buck電路PCB設計。
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