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BUCK转换器的PCB布局设计

2021-01-16王巧娣刘松

电子产品世界 2021年8期

王巧娣 刘松

摘?要:讨论了BUCK转换器的开通回路、关断回路的电流特性,具有高电流变化率di/dt的输入回路,以及具有高的电压变化率dV/dt的开关节点是其关键回路和关键 节点,使用尽可能小的环路,短粗布线,优先对其进行PCB布局。给出了多层板的信号分配原则,也给出了分立和集成的BUCK转换器的PCB布局技巧和一些实例,分析了它们的优缺点。

关键词:PCB布局;磁场干扰;电场干扰

1 BUCK转换器关键回路和关键节点

不管是什么类型的高频开关电源转换器,PCB布局设计的关键就是要找到电路系统的关键回路和关键 节点,什么是电路系统的关键回路和关键 节点呢?通常,电流變化率di/dt大的环路,以及电压变化率dV/dt大的节点,就是关键回路和关键 节点,在PCB布局设计时要优先考虑和布局。

BUCK转换器上管开通及关断时,各环路的电流及波形如图1所示。

如果把L1称为输入回路,L2称为输出回路;下管的S源极到输入电容的地称为输入地,下管的S源极到输出电容的地称为输出地,可以发现如下特点。

1)L1回路的电流,包括输入地,都是高频脉冲的电流波形,电流波形的前沿和后沿具有非常大的电流变化率di/dt。

2)L2回路的电流,包括输出地,相当于在直流电流上面叠加了峰峰值比较小的交流三角波,电流波形的前沿和后沿具有较小的电流变化率di/dt。

因此,具有非常大的电流变化率di/dt的输入回路也就是L1环路,包括输入地,是强磁场发射的干扰源。如果查看电压波形,输入电压、输出电压及地回路都是稳定的电压。……

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