开关模式电源电路板布局的黄金法则

本文介绍了实现优化电路板布局的基础，即 开关模式电源设计的关键方面。良好的布局 确保开关稳压器的稳定运行，并最大限度地减少 辐射干扰以及传导干扰 （EMI）。这是广泛的 被电子开发人员所熟知。然而，不为人所知的是 开关模式电源的优化电路板布局应该是什么样子的。

图 1 显示了 LT8640S 评估板的电路。这是一个降压（降压） 开关稳压器可承受高达 42 V 的输入电压，设计自如 输出电流高达 6 A。所有组件都放置得非常紧凑。 一般建议在电路板上尽可能紧密地放置组件。虽然这种说法不是假的，但也不是特别 如果目标是获得优化的电路板布局，则适用。在图 1 中，有 开关稳压器IC周围有相当多的无源元件。 这些无源元件中的哪一个优先于其他元件 安置，为什么？

图1.LT8640S开关稳压器的电路板具有紧密间隔的组件，因此具有紧凑的电路板布局。

在开关稳压器PCB设计中，最重要的规则是布线走线 承载尽可能短的高开关电流。如果成功实施此规则，开关稳压器的电路板布局的很大一部分 将得到妥善解决

在电路板布局中实施此黄金法则的最简单方法是什么？ 第一步是找出开关稳压器拓扑中的哪些路径是 危急。在这些路径中，电流随着开关转换而变化。 图2所示为降压转换器（降压拓扑）的典型电路。 关键路径显示为红色。它们是连接线，其中 全电流或无电流流动，具体取决于电源开关的状态。 这些路径应尽可能短。对于降压转换器，输入 电容器应尽可能靠近 V在引脚和接地引脚 开关稳压器IC。

图2.降压型开关稳压器和电流快速变化的路径示意图以红色显示。

图3显示了采用升压拓扑结构的电路的基本原理图。这里 低电压转换为较高电压。再一次，当前路径在 图中显示了电流随电源开关的开关而变化 红色。有趣的是，输入电容的位置根本不重要。 最关键的是输出电容的放置。它必须尽可能接近 尽可能连接到反激二极管（或高边开关）以及接地 连接低边开关。

图3.升压型开关稳压器和电流快速变化的路径示意图以红色显示。

之后，可以检查任何其他开关稳压器拓扑，以产生有关开关电源开关时电流如何变化的信息。 经典的方法包括打印出电路并绘制电流， 使用三种不同颜色的笔。一种颜色用于指示当前 导通时间（即电源开关传导电流时）的流动。 第二种颜色显示关断期间的电流，即当 电源开关已关闭。最后，第三种颜色用于所有路径 仅以第一种颜色标记或仅以第二种颜色标记。关键路径， 其中电流随着电源开关的切换而变化，可以 然后被清楚地识别。

缺乏经验的电路设计人员通常认为开关稳压器的电路板布局是黑魔法。最重要的规则是设计迹线， 其中电流随着开关转换而变化，尽可能短 并尽可能紧凑。这很容易解释，遵循逻辑关系，并且是在开关模式电源下优化电路板布局的基础。 供应设计。

审核编辑：郭婷