DC/DC转换器设计中接地线的布线技巧

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DC/DC转换器设计中接地线的布线技巧

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在设计印刷线路板时，设计工程师都会仔细思考铜线的走线方式和元器件的放置问题。如果没有充分考虑这两点，印刷线路板的效率、最大输出电流、输出纹波及其它特性都将会受到影响。产生这些影响的两个主要原因则是地线(GND、VSS)和电源线(+B、VCC、VDD)的连接，如果地线及电源线设计合理，电路将能正常地工作，获得较好的性能指标，否则会产生干扰、性能指标恶化等问题。本文就DC/DC转换器的设计，介绍一些通用的设计原则和地线连接方法。

1、设计原则
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印制线走线方式和元器件的放置常常会影响电路的性能。以下提出了接地线设计的四个原则：

: C1 c' {( x9 U0 w' C1. 用平面布线方式(planar pattern)接地；
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# Z: B: J" m) h- `) Y7 C/ u! f2. 用平面布线方式接电源线；
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6 |( ]- u+ b4 ]  Y2 P3. 按电路图中的信号电流走向依序逐个放置元器件；

  ~" L; y% E. ^4. 实验获得的数据在应用时不应做任何调整，即使受板的尺寸或其它因素影响也应原样复制数据。

在设计中注意以上原则和要点，可以减少电路噪声和信号干扰。除了以上的基本原则外，在设计铜线走线模式和元件放置时应谨记以下两点：布线之间会产生杂散电容；连线长度会产生阻抗。在设计中注意线间杂散电容和缩短布线长度有利于消除噪声，减少辐射的产生。

! J$ l" h) I) ^' e" Q2 R7 g0 J在上面的几个基本原则基础上，设计工程师应注意以下几点(参见图1)：

+ c3 y  a+ V0 p# Y1. 根据电路原理图进行元件的布局，输入电流线和输出电流线应进行区别；

8 F/ Q1 `8 S, l& ]* V; s1 G2. 合理放置元器件，保证它们之间的连线最短，以减少噪声；

0 i7 x! z$ J4 Z" ^5 m% M6 I5 }3. 在电压变化很大和流过大电流的地方应小心设计以降低噪声；
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% U1 w$ R2 P. ~* e1 [* d3 _% o) i4. 如果电路中采用了线圈和变压器，必须小心进行连接；
# j( v" |# X% k3 d* X# N; n. X
- S& i& V$ t8 J% x+ ~5. 电路设计时，将元器件放置在同一方向，便于回流焊接；

( p, ?% v+ V/ L6. 元器件间或元器件焊盘和焊盘间必须保证0.5毫米以上的间隙，避免出现桥接。

2、PCB设计示例
* q- }2 |4 q, ~+ Q9 C, P' _1 A
/ N$ [5 l& m: v' H% Pa. 升压转换器模式布线方式

- C( M$ l( J, ~- y% F在升压转换器中，输出电容(CL)的位置比其它元件更重要，参考图2。

( L0 r5 B: {) n0 }, ~
建议在PCB设计时注意以下两点：

1. 将输出电容尽可能与IC靠近，尽量减小电流回路。
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2. 在PCB板的背面用平面布线方法进行地线连接，板背面的接地线应通过一个过孔与板正面的接地线相连。
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) W) R5 c  Y' Z. M$ l# D7 _  y+ v1 @b. 降压转换器布线方式

在降压电路设计中，肖特基二极管的位置很关键，见图3所示。

在PCB设计中注意以下几点：

1. 肖特基二极管接地点设计将影响输出的稳定性；
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2. 肖特基二极管阴极连接线的长度将影响输出的稳定性；
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$ p0 l' M) U- }8 D  X; ?: h3. PCB背面用大面积铜箔作为地，通过过孔与正面地连接。
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