电荷泵双极电源的PCB布局是什么样子的

在本文中，我们将介绍用于低噪声±5 V无电感电源的PCB设计。

在您阅读本文之前，我建议您先看看前两篇文章;第一个提供了一些有用的背景信息，第二个讨论了与本文中介绍的PCB布局相对应的原理图。

无电感的升压和反相：电荷泵电源

设计电荷泵双极电源

PCB布局始终是从概念到功能电路板的重要一步，但是在处理开关电源电路时应特别小心。您希望降低噪声并改善散热性能，这两个目标都可以通过应用标准布局技术并遵循数据表中的布局建议来实现（如果数据表中没有建议且您对PCB没有太多经验布局，你可能想要考虑一个不同的部分。）

在我们开始之前，这里是完整的布局（顶部和底部;所有部分都在顶部）：

底部主要用作接地层。

LTC3265

我的电荷泵电源的核心部分是LTC3265来自Linear Tech/Analog Devices。它有两种封装形式：TSSOP和DFN。 TSSOP很小但至少它们有突出的引线。我自己组装了这块板子，如果你打算这样做，我绝对推荐TSSOP。

如您所见，它有一个导热垫。重要事项：当IC具有这种暴露（也称为热）焊盘时，它通常是接地连接，但根据我的经验，这些IC在正常引脚之间也至少有一个接地连接。因此，您可以避免将裸露焊盘接地（尽管我当然不建议这样做）。

与LTC3265相比，裸露焊盘是唯一的接地点“ pin，“如果裸露焊盘和地节点之间没有良好的连接，那么你将遇到问题。您可以查看文章“裸露焊盘封装的模板设计”，了解如何确保裸露焊盘具有适量的焊膏。

当我接近布局结束时，我意识到我没有方便的方法将热垫连接器封装在一个大的铜区域。幸运的是，在我的情况下它并不重要，因为我不需要在高温下操作电路板，因此我确信我将从六个过孔中获得足够的热释放;这些会将热量传递到电路板底部的接地层。如果您需要最大化热传递或者如果没有电路板的底部，请确保在LTC3265的两个短边附近留出一些空的空间，以便您可以将热垫连接延伸到一些大的铜浇注。

电感

当我布置开关稳压器时，我首要关注的是电感。开关动作总是导致高频率的存在;即使开关频率本身相当低，快速开/关转换也包含高频能量。

更多的电感意味着更高的频率阻抗，因此应尽量减少电感。 PCB走线的电感与走线的长度成正比，与宽度成反比。因此，我们通过制作短而宽的走线来降低电感（和电阻）。您可以在下面看到两个示例。第一个例子是我的布局，第二个是数据表中的推荐布局。

这是原理图，因此您可以看到哪些参考指示符（在我的布局中，而不是数据表的布局）对应于哪些组件。

点击放大。

制造注意事项

我的计划是使用焊膏和热风枪组装这块电路板。这是一种使用表面贴装元件的低成本且相对简单的方法，但您必须提前计划。如果我希望手工组装电路板，我会尽量避免小于0805的电路板。您还会注意到我有一个典型的0.1英寸接头而不是USB Micro-B足迹。那是因为我的Micro-B连接器实际上是一个分线板。如果您打算自己组装PCB并且需要Micro-B连接，我强烈推荐这种方法，至少在原型阶段。

我通常使用四层板，因为性能优越，路由更加简单，但在这种情况下，不需要四层，因为路由并不复杂，并且因为电路板只需要一个接地层（即没有电源层）。此外，双层板允许您使用OSH Park的Super Swift服务，我认为这是低成本，快速转换PCB制造的绝佳选择。

我最近了解到存在铋基焊料。这种类型的焊料非常适合原型设计，因为它在较低温度下熔化 - 在我使用的产品中为138°C，相比之下含铅焊料为~183°C或典型无铅焊料为~220°C 。我使用基于铋的焊料来组装无电感双极电源，我只能说我永远不会回到其他东西。低熔点使我能够在组件上组装较少的热应力（并减少对自己的心理压力），并且返工更容易，更快（同样压力更小）。

结论

我已经组装并测试了这种电荷泵电源，我对结果非常满意（将在即将发布的项目文章中公布）。这是一个简单而紧凑的解决方案;我的PCB只有~1.3平方英寸。如果您将此电路视为可以并入更大PCB的子系统，并且如果您消除了仅原型组件，它会变得更小，因为您可以消除J1，C1，POT1，J2，J3，J4和TP3 -5。无论何时我需要用于低电流模拟或混合信号电路的对称轨道，这肯定会成为我的首选解决方案。