DC/DC轉換器設計原則和地線(xiàn)連接技巧

在設計印刷線(xiàn)路板時(shí)，設計工程師都會(huì )仔細思考銅線(xiàn)的走線(xiàn)方式和元器件的放置問(wèn)題。如果沒(méi)有充分考慮這兩點(diǎn)，印刷線(xiàn)路板的效率、最大輸出電流、輸出紋波及其它特性都將會(huì )受到影響。產(chǎn)生這些影響的兩個(gè)主要原因則是地線(xiàn)（GND、VSS）和電源線(xiàn)（+B、VCC、VDD）的連接，如果地線(xiàn)及電源線(xiàn)設計合理，電路將能正常地工作，獲得較好的性能指標，否則會(huì )產(chǎn)生干擾、性能指標惡化等問(wèn)題。本文就DC/DC轉換器的設計，介紹一些通用的設計原則和地線(xiàn)連接方法。

　　設計原則

　　印制線(xiàn)走線(xiàn)方式和元器件的放置常常會(huì )影響電路的性能。以下提出了接地線(xiàn)設計的四個(gè)原則：

　　1. 用平面布線(xiàn)方式（planar pattern）接地；

　　2. 用平面布線(xiàn)方式接電源線(xiàn)；

　　3. 按電路圖中的信號電流走向依序逐個(gè)放置元器件；

　　4. 實(shí)驗獲得的數據在應用時(shí)不應做任何調整，即使受板的尺寸或其它因素影響也應原樣復制數據。

　　在設計中注意以上原則和要點(diǎn)，可以減少電路噪聲和信號干擾。除了以上的基本原則外，在設計銅線(xiàn)走線(xiàn)模式和元件放置時(shí)應謹記以下兩點(diǎn)：布線(xiàn)之間會(huì )產(chǎn)生雜散電容；連線(xiàn)長(cháng)度會(huì )產(chǎn)生阻抗。在設計中注意線(xiàn)間雜散電容和縮短布線(xiàn)長(cháng)度有利于消除噪聲，減少輻射的產(chǎn)生。

　　在上面的幾個(gè)基本原則基礎上，設計工程師應注意以下幾點(diǎn)（參見(jiàn)圖1）：

　　1. 根據電路原理圖進(jìn)行元件的布局，輸入電流線(xiàn)和輸出電流線(xiàn)應進(jìn)行區別；

　　2. 合理放置元器件，保證它們之間的連線(xiàn)最短，以減少噪聲；

　　3. 在電壓變化很大和流過(guò)大電流的地方應小心設計以降低噪聲；

　　4. 如果電路中采用了線(xiàn)圈和變壓器，必須小心進(jìn)行連接；

　　5. 電路設計時(shí)，將元器件放置在同一方向，便于回流焊接；

　　6. 元器件間或元器件焊盤(pán)和焊盤(pán)間必須保證0.5毫米以上的間隙，避免出現橋接。

　　PCB設計示例

　　a. 升壓轉換器模式布線(xiàn)方式

　　在升壓轉換器中，輸出電容（CL）的位置比其它元件更重要，參考圖2。

建議在PCB設計時(shí)注意以下兩點(diǎn)：

　　1. 將輸出電容盡可能與IC靠近，盡量減小電流回路。

　　2. 在PCB板的背面用平面布線(xiàn)方法進(jìn)行地線(xiàn)連接，板背面的接地線(xiàn)應通過(guò)一個(gè)過(guò)孔與板正面的接地線(xiàn)相連。

　　b. 降壓轉換器布線(xiàn)方式

　　在降壓電路設計中，肖特基二極管的位置很關(guān)鍵，見(jiàn)圖3所示。

　　在PCB設計中注意以下幾點(diǎn)：

　　1. 肖特基二極管接地點(diǎn)設計將影響輸出的穩定性；

　　2. 肖特基二極管陰極連接線(xiàn)的長(cháng)度將影響輸出的穩定性；

　　3. PCB背面用大面積銅箔作為地，通過(guò)過(guò)孔與正面地連接。