DC-DC芯片應用設計PCB Layout設計要點

在DC-DC芯片的應用設計中，PCB布板是否合理對于芯片能否表現出其最優性能有著至關重要的影響。不合理的PCB布板會造成芯片性能變差如線性度下降(包括輸入線性度以及輸出線性度)、帶載能力下降、工作不穩定、EMI輻射增加、輸出噪聲增加等，更嚴重的可能會直接造成芯片損壞。

一般DC-DC芯片的使用手冊中都會有其對應的PCB布板設計要求以及布板示意圖，本次我們就以同步BUCK芯片為例簡單講一講關于DC-DC芯片應用設計中的PCB Layout設計要點。

1、關注芯片工作的大電流路徑

DC-DC芯片布板需遵循一個非常重要的原則，即開關大電流環路面積盡可能小。

下圖所示的BUCK拓補結構中可以看到芯片開關過程中存在兩個大電流環路。紅色為輸入環路，綠色為輸出環路。每一個電流環都可看作是一個環路天線，會對外輻射能量，引起EMI問題，輻射的大小與環路面積呈正比。

(注意：當芯片引腳設置不足以讓我們同時兼顧輸入環路與輸出環路最小時，對于BUCK而言，應優先考慮輸入部分回路布線最優化。因為輸出回路中電流是連續的，而輸入回路中電流是跳變的，會產生較大的di/dt，會引起EMI問題的可能性更高。如果是BOOST芯片，則應優先考慮輸出回路布線最優化。)

2、輸入電容的配置

對于BUCK芯片而言，要想使輸入環路盡可能小，輸入電容應盡可能靠近芯片引腳放置為了讓電容濾波效果更好，讓電源先經過輸入電容，再進入芯片內部。

CIN 使用的大容量電容器，一般情況下頻率特性差，所以要與 CIN 并聯頻率特性好的高頻率去耦電容器 CBYPASS。

電流容量小的電源(IO≤1A)場合，容量值也變小，所以有時可用1個陶瓷電容器兼具CIN 和 CBYPASS 功能。

3、電感的配置

對于BUCK芯片而言，要想使輸入環路盡可能小，電感要靠近芯片SW引腳放置

以覆銅方式走線減小寄生電感、電阻。

SW節點要以最小面積處理大電流，防止銅箔面積變大會起到天線的作用，使 EMI 增加。

電感附近不要走敏感信號線。

自舉電路這一塊，自舉電路要盡量去靠近 SW pin 腳來縮短整個高頻的流通路徑。

附上溫升10℃時，PCB板的線寬、覆銅厚度與通過電流的對應關系供參考。

4、輸出電容的配置

降壓轉換器中，由于向輸出串聯接入電感器，所以輸出電流平滑。

輸出電容靠近電感放置。

5、反饋路徑的布線

通常FB反饋網絡處的分壓電阻都采用K級，10K級或上百K的阻值，阻值越大，越容易受干擾，應遠離各種噪聲源如電感、SW、續流二極管等。

FB、COMP腳的信號地盡可能地與走大電流的功率地隔離開，然后進行單點相連，盡量不要讓大電流信號的地 去干擾到小信號電流的地。

FB的分壓電阻要從VOUT上進行采樣，采樣點要靠近輸出電容處才能獲得更準確的實際輸出電壓值。