MAX14921：12/16节电池高精度测量模拟前端的PCB布局指南

　　介绍

　　MAX14921为高性能、高精确度电池组测量电路。测量精度的提高对于新型磷酸铁锂电池尤其重要，因为这类电池的充放电曲线非常平坦，特别是在65％至95％满充电量的充电状态（SOC）下。优异的精度源于MAX14921独特的采样/保持架构，能够最大限度地降低电池电压采样误差和各节电池不同时采样产生的误差。

　　高精度特性还有赖于谨慎的电路设计，本文介绍了一些简单、有效的布板原则，帮助您获得最佳的精度指标。

　　降低噪声

　　以下与噪声相关的设计指南在现代PCB布局中的应用已经非常普及，本文给出了有关MAX14921噪声抑制方面的布局考虑事项。

　　旁路电容

　　旁路电容是重要的电路元件，集成电路（IC）正常工作基于良好的噪声滤波。为了获得最佳特性，旁路电容应尽可能靠近IC的电源引脚放置，表1列出了MAX14921的旁路电容要求。

　　表1. MAX14921旁路电容要求

　　电容可以安装在IC左侧，这个区域包含了数字SPI接口、T1/T2/T3的模拟输入、模拟输出、电源引脚和一些采样电容。为了缓解局促的布板空间，可以利用MAX14921的背面区域。可以利用MAX14921下方PCB焊接层的过孔连接信号以及这个区域的电容。

　　保持电容与相应电源引脚之间的距离尽可能短。对于一些布局，可以把电容放在电路板背面，如果只有一个旁路电容，则将其放置在器件旁边，如第12脚（VA）的电容。

　　以4层板为例，下面列举了一些布局示例。在这些例子中，顶层走线是红色的，第二层是DGND（绿色），第三层是V5V（黄色），第4层是底层走线（蓝色）。首先了解VL的旁路，假设VL是3.3V。图1中，通过过孔连接第5引脚到电路板的背面，在电路板的背面（MAX14921下方）安装旁路电容C22。电容器的另一引脚通过通孔连接到PCB的第2层，DGND。

　　

　　图1. MAX14921第5引脚旁路电容示例。

　　图2展示了如何连接VP旁路。类似pin5的情况，通过通孔连接IC的引脚和一个放置在背面的旁路电容。由于第13引脚的返回端是AGND，C24的另一端连接第11引脚，而非DGND平面。

　　

　　图2. MAX14921引脚14旁路电容布局。

　　从图3可以了解到VA旁路电容的连接。按照以下说明，最好与AOUT （第10引脚）信号线平行铺设AGND （第10引脚）信号线。基于这一考虑，通常将第12引脚的旁路电容放置在MAX14921的PCB同一侧比较容易，充分利用该旁路电容。

　　

　　图3. MAX14921第12引脚的旁路电容连接。

　　ADC布线隔离

　　噪声管理的另一项技术是在敏感的模拟元件下方提供独立的接地平面。图4给出了ADC的独立接地平面示例，将U3和第11引脚连接到这一地平面。白色的丝印框突出显示了从左边旁路电容C20的过孔连接MAX14921的AGND与ADC的独立接地平面，该旁路电容专用于这个独立的接地平面。 DGND与AGND平面的唯一连接点位于ADC独立接地平面右上方，通过白色丝印框显示。

　　

　　图4. 与ADC （U3）的地平面隔离。