在實現DC-DC降壓轉換器時，電路布局與設計同樣重要。布局不良可能會嚴重降低設計。

本文將介紹一些最佳布局實踐。

良好電路布局的目標

以下是一些良好布局的目標。

• 控制
• 降低電路不同部分之間的干擾
• 減小電路面積
• 有效熱管理
• 改善電壓調節和電路效率
• 避免額外的“創可貼”電路如緩沖器
• 增強穩定性

注意： Don對這些關鍵路徑使用自動布線 - 手動布線和設計。

電源轉換器電路中的電流回路

電源轉換器電路產生大電流，在不同的相位，在兩個主回路中循環：關閉狀態和開啟狀態-state，取決于MOSFET開關的狀態（見圖1）。

圖1（a）：通態電流環; 1（b）關閉狀態環。點擊放大。

這些循環的3D幾何非常重要。根據安培定律，在物理環路中運行的電流將形成與電流和環路面積成比例的磁場。根據法拉第定律，該場可以與其他電路環路耦合，在更高頻率處具有更多耦合，從而導致有害串擾。

因此，一般的思維方式應該是最小化這些循環的封閉區域。一種直接的方法是使返回路徑盡可能與出站路徑共線。

想象一個環形天線壓扁到垂直線 - 它將不再是天線。這就是我們將導線絞合在一起以消除耦合噪聲的原因。

返回路徑

請注意，如果給定無限接地平面，返回電流將自然傾向于直接集中在出站電流之下（見圖2）。我們應該從自然界中獲取這一提示并提供自然的返回路徑;否則，將引入一個環路并輻射。

所需的結果電路板將出站并返回以有序的已知路徑運行的電流。

圖2：自然返回電流路徑

通常，電路有多個地平面：模擬，數字和例如，權力。雖然多年來傳統觀念已有所不同，但如果提供這些自然回路，我們就不需要劃分地平面。實際上，如果計劃外的返回電流必須繞過很長的路徑，分區會使事情變得更糟。

除了智能分區之外的自然電流路徑可能是最好的解決方案。

快速火災最佳實踐

當然，關鍵考慮因素是電源軌進入或源自電路板的位置。如果這些考慮因素在設計師的控制之下，那么應該選擇那些以促進良好的布局。請注意，同樣的環路原理也應該應用于MOSFET柵極驅動器，因為它也具有大的尖峰電流。

為進一步控制輻射發射，“20H規則”規定，對于間距為H的層，我們將所有跡線保持在距離電路板邊緣至少20H的位置。通常需要使用電源過孔將電源路徑推送到其他層以獲得緊湊的布局 - 您只需像電源路徑中的任何其他元件一樣管理這些過孔的效果。電感，電阻和過孔總數都會影響路徑性能。

敏感控制電路需要干凈的接地。如果我們通過控制器共享的返回路徑發送大的脈沖功率返回電流，將產生電壓尖峰，這將擾亂控制器的接地，將噪聲注入控制電路，這是非常不希望的。我們使用星形接地來避免這種情況（參見圖3） - 保持返回路徑不共享和分離。

圖3 ：星形接地

在繞過IC的電源電壓時，始終給出首先接近高頻分量的優先級。避免過孔并直接連接到IC引腳。

考慮IC制造商的示例布局，如評估板，作為指導。但是，請記住，電路板可能具有不同的疊加和設計目標來自您的 - 例如，實現最佳的熱性能而不利于其他參數。

對于電源走線，寬度，長度和厚度必須設計為限制電壓降和走線電感。在今天的低輸出電壓下，電壓降比以往任何時候都重要。

我們需要引導我們的另一個主要法則是電容耦合 - 兩個板（電路節點）彼此接近將耦合與板面積和它們之間的距離成比例，在更高頻率下具有更多耦合和更高的接收節點阻抗。

例如，通過將檢測引腳連接到輸出來實現電壓反饋，此信號應遠離開關節點和電感等噪聲源。檢測引腳節點為高阻抗，因此更容易受到電容耦合的影響 - 保持它盡可能小并與噪聲源隔離。干擾DC平面也可以減少耦合。

具有高 dv/dt 瞬態的節點，如開關節點，需要保持小型和隔離，同時仍保持足夠的電流容量，所以它們不會成為噪音源。

如果一個電源軌有多個負載點，就會有一個必要的檢測點放置妥協 - 你可以優先考慮一個負載或集中放置。如果感應信號是差分的，那很好，但它應該像傳輸線一樣布線。在IC附近放置任何感應電路電阻。

電路板應該有多少層？更多的層意味著更多的布線空間，更多的電源和接地層可以提供屏蔽，但也有更多的過孔和更多的成本。對于現代轉換器IC，您應該至少有四層。此外，層數通常不受電源設計者的控制，由其他考慮因素決定。通常，您擁有的圖層越少，獲得有效布局所需的創意就越多。

散熱考慮因素

布局也受到驅動通過熱考慮，最明顯的是IC和MOSFET的導熱墊，大部分熱量通過導熱板傳導到電路板然后輻射到空氣中。需要考慮導熱墊的尺寸和層數，過孔數，最大環境溫度和可用氣流。最終，MOSFET可能需要外部散熱器。數據表至少有一個熱量示例可用于指導您的散熱設計。

此外，請務必了解是否電氣連接IC焊盤 - 數據表中并未總是指定。如果你有空間，一個很好的技巧是將焊盤延伸到頂層IC的邊緣之外，為你提供一個加熱它的位置，使IC更容易提升。

花在良好布局上的時間將足以彌補對布局不當的電路進行故障排除所花費的時間，而且更加愉快。