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DC-DC转换设计的要点 时候：2024-12-14 19:49:37 手机看文章

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DC-DC转换器可以实现各类电压电平的高效电源转换和供电，可是跟着需求的不竭上升，需要更高功率密度更高效力和更小的尺寸，DC-DC转换的PCB设计就更加主要了。下面说一说DC-DC转换器 PCB设计的一些要点：

走线长度

在高频转换器中，承载高速开关旌旗灯号的走线长度对连结旌旗灯号完全性和下降EMI相当主要。

较长的走线可以充任天线并辐射电磁能量，可能会对其他组件或电路造成干扰，另外，较长的走线可能会引发延迟、旌旗灯号反射、寄生效应，从而致使转换器效力和不变性下降。

是以走线长度应当尽量短，特别是对高速时钟和数据时钟，恰当的阻抗匹配手艺和受控阻抗走线可进一步优化旌旗灯号传输并最年夜限度地削减旌旗灯号衰减。

环路区域

环路区域是指 PCB上的旌旗灯号走线和其返回路径构成的封锁区域，在DC-DC转换器等高功率和高频电路中，最小化环路面积对下降辐射 EMI 相当主要。

越年夜的环路面积会致使更多的磁通量与环路耦合，从而致使更高的 EMI。

最小化环路面积的首要办法是：经由过程将旌旗灯号走线放置在接近其返回路径的位置（例如操纵接地层/慎密距离的电源层）来最小化环路面积。

器件选择和电容摆放

在要害旌旗灯号和电源线中添加铁氧体磁珠和共模扼流圈等滤波器组件可以削弱传导电磁干扰并避免进一步传布。毗连滤波电容时，准确的位置对滤除 EMI 相当主要。

滤波元器件应当尽量接近 DC-DC转换器放置，在 IC 和有源元件的电源引脚四周准确放置去耦电容有助在按捺高频噪声并提高EMI机能。

去耦电容的放置

寄生电感

寄生电感是导电路径（例如迹线/电线）的固有电感，取决在其物理尺寸和材料特征。在DC-DC 转换器等高频电路中，路径电感会影响转换器的效力和机能。

高寄生电感会致使电压降落，开关消耗增添和转换器效力下降，还可能致使电路中的电压过冲和振铃，影响旌旗灯号完全性。

为了最年夜限度地削减寄生电感，PCB工程师可使用更宽的走线，更短的路径，或操纵专用的接地层/电源层为高电流/开关旌旗灯号建立低电感返回路径。

DC-DC 转换器接地环路的影响

在设计DC-DC转换器时，PCB工程师必需要斟酌电流环路并准确放置组件，如许可让环路在物理上尽量小。

DC-DC 转换器中的电流环路

接地环途经长会致使以下问题：①电磁干扰：接地环路可以充任天线，致使 EMI 辐射到四周情况中。

②噪声和旌旗灯号衰减：流经接地环路的电流会在分歧接地址之间发生电压差，可能会致使不需要的噪声被引入敏感旌旗灯号路径，从而致使旌旗灯号衰减和信噪比下降。

③共模噪声：接地环路可能致使共模噪声耦合到敏感的摹拟或数字电路中。这类噪声会粉碎旌旗灯号精度，特别是在低电平摹拟丈量或高速数字通讯中。

④寄生接地电流：轮回电流可以在分歧接地址之间活动，从而致使寄生接地电流。寄生电流会发生电压降并影响转换器的机能，从而致使效力低下和潜伏的热问题。

⑤接地反弹：接地环路可能会致使接地参考平面之间存在电压差，从而致使接地反弹。接地反弹是指开关时代接地电压的瞬态增添，这可能会粉碎旌旗灯号完全性并影响数字电路的正常运行。

减缓办法

地平面：在 PCB 上利用坚忍的接地层可确保电流的低阻抗返回路径，从而下降接地环路的风险。

地面朋分：对分歧功能块或组件的接地层进行恰当的朋分可以避免接地电流彼此干扰。

将摹拟地和数字地隔离：在物理上分手摹拟和数字接地层可以避免敏感摹拟电路和噪声数字电路之间的干扰。

跟踪路由：确保承载高电流或高频旌旗灯号的走线具有低电感返回路径（例如，利用短而宽的走线或接地过孔）有助在最年夜限度地削减接地环路的可能性。

总结来讲，走线长度和环路面积是DC-DC 转换器（特别是高频开关转换器）PCB 设计中的要害身分。

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