同步降壓轉換器的布局注意事項

　　降壓DC/DC轉換器（見圖1）是一種非常受歡迎的開關DC / DC穩(wěn)壓器拓撲，廣泛應用于許多電氣和電子，從云基礎設施到個人電子產品，再到工廠和樓宇自動化。它們占據了當今所有非隔離開關穩(wěn)壓器拓撲75％以上的份額。

　　降壓轉換器的布局與模擬和設計一樣重要，但如果缺乏良好的布局實踐可能會拖延開發(fā)時間，甚至造成操作和可靠性問題。

　　布局考慮的因素包括旁路電容器、反饋補償網絡組件、功率組件、寄生組件、接地回路和連接。

　　旁路電容器

　　對于旁路電容，最小化引線電感很重要，可通過減小旁路回路面積、縮短高di / dt（電流轉換速率）路徑上的長度、盡可能使用接地層（如可能）、在電容器兩端引入電流路徑、避免多種布局等方案來實現(xiàn)。此外，并聯(lián)不同的電容器類型以降低電容頻帶兩端的阻抗很重要，因為它可以把2MHz至20MHz頻率范圍（典型的電容器值為0.1μF至0.01μF）的阻抗降低。牽引電容，使其更靠近集成電路（IC）引腳，還能向布局設計者展示關鍵節(jié)點和面積，如圖2所示。

　　反饋補償網絡

　　將補償網絡置于靠近IC誤差放大器的地方。放置電阻，使它們直接連接到誤差放大器（FB引腳）的反相輸入，如圖3所示。

　　電源組件

　　確保正確連接電源組件，因為電流路徑中有高di / dt（電流轉換速率），如圖4所示。路徑中的任何電感將導致開關節(jié)點振鈴，這可能超過功率FET的絕對最大額定值，并且還會在系統(tǒng)中產生諧波和不必要的噪聲。目標是通過使用雙面印刷電路板（PCB）的裝配來最小化回路面積，其中在PCB的一側上具有MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管），而在另一側上具有電容器。確保正確地放置和布設組件。正確的設計無需緩沖電路來減少開關節(jié)點振鈴。

　　寄生組件

　　注意寄生元件，因為它們可能引入并增加電源中的阻抗，這會導致穩(wěn)定性和操作問題。注意接線電感，特別是低阻抗電路和濾波器、電源開關和定時電路。使用接地層和寬走線以最小化電感。在電路板電容方面，注意高阻抗或噪聲敏感電路，并注意電路板平面/層和組件焊盤之間的耦合。電感器之間，特別是環(huán)形電感器，也可能發(fā)生磁耦合。這種情況下，請考慮其他安裝方向。磁耦合也可能發(fā)生在環(huán)路之間，因此，應最小化環(huán)路面積并使用接地平面。

　　接地回路和連接

　　更好的方法是使用多點接地。如圖6所示，多點接地允許電路之間具有低阻抗，以最小化電位差，并且還減少了電路走線電感。目的是在單個電路中包含高頻電流，并將其保持在接地平面之外。

　　許多降壓轉換器控制IC可識別噪聲和安靜的電路區(qū)域，并且IC引腳如此排列，使得IC引腳周圍的布局和元件布置更加容易。有些甚至為電源和模擬接地提供單獨的引腳，如圖7所示的TPS40170 60V同步降壓脈沖寬度調制（PWM）控制器引腳。

　　因此，圍繞IC引腳布局進行布局規(guī)劃，并使用本文中提到的布局實踐可幫助您從一開始就獲得正確的降壓轉換器設計，并避免以后出現(xiàn)任何麻煩。查看TI的降壓轉換器和降壓控制器選擇表，了解各種降壓DC / DC解決方案。