良好的 PCB 布局對于DC/DC轉換器至關重要。 原因是DC/DC轉換器由于高頻開關模式而對寄生電容和電感敏感。 不良的 PCB 布局會引入大的寄生電容和電感，從而導致輸出紋波高、輸出電壓調節和限流精度差、電磁干擾 (EMI) 問題，甚至因高壓尖峰而導致故障。 如果在構建第一個 PCB 之前考慮周全，則正確的 PCB 布局將有助于避免DC/DC轉換器的大多數這些問題，而無需額外成本。
話不多說，先來一個典型栗子，基于 TPS61236 大電流升壓變換器來展示這五大步驟。如圖1所示。
圖1 原理圖
一、輸出電容的布置和走線
輸出電容器的位置對于任何升壓轉換器都是最重要的，因此它應該靠近 IC 放置。 用短而寬的走線將電容器連接到 IC，以最大限度地減少寄生電感。 原因是流經輸出電容的電流為脈沖型?？紤]到V = L × dI / dt，IC與輸出電容之間的寄生電感會導致SW引腳出現電壓尖峰和振鈴。 過高的電壓尖峰會損壞 IC 并且振鈴會導致 EMI 問題。
圖 2 顯示了如何放置和布線 TPS61236 的輸出電容器。 在左側，三個0805封裝電容器并聯放置。 這種方式很簡單，并且具有非常小的寄生電感。 但有時，由于系統板的限制，將大封裝電容靠近IC放置并不容易。 然后可以在 IC 附近放置一個小型封裝電容器，而將大容量電容器放置在更遠的地方。
大容量電容可以通過相對較長的走線和過孔與IC連接，如圖2右側所示。如果需要過孔，建議每安培使用一個過孔。
如果空間允許，更多的通孔有助于降低寄生電阻。 在這兩種情況下，請確保 IC 和輸出電容器之間的走線足夠寬以支持大電流。
圖2 輸出電容布置
二、緩沖電路和電感布置和布線
要放置的第二個組件是電感器。 為減少輻射 EMI，電感應靠近 IC 放置。 應優化 SW 節點的銅線，以最小面積處理大電流。 SW 節點是升壓轉換器的噪聲源，因此敏感節點（例如 FB）的任何痕跡都應遠離 SW 節點。 圖 3 顯示了兩種情況下電感的布局和布線。
圖3 電感布局
SW 節點中的緩沖電路對于升壓轉換器的正常運行是不必要的。 但有時需要通過抑制振鈴和減慢 SW 節點的電壓上升沿和下降沿來降低 EMI。 為有效起見，緩沖電路的環路面積（Rs 和 Cs）應盡可能小，以使寄生電感最小，如圖 4 所示。
圖4 吸收（緩沖）電路布局
三、輸入電容和Vin引腳布局
輸入電容器是要放置的最終功率元件。 輸入電容器還用于為內部控制電路和欠壓鎖定 (UVLO) 的輸入電壓檢測電路供電。 因此輸入電容的接地節點應靠近 IC 電源接地引腳。 輸入電容接地節點、輸出電容接地節點和 IC 接地引腳構成升壓轉換器的電源接地。 輸入電容器的 VIN 節點和電感器之間的距離并不重要，因為通過輸入電容器的電流是連續的。
VIN 電壓通常是穩定電壓，所以大的 VIN 節點覆銅面積不會造成麻煩，大的覆銅面積有助于提高熱性能。 圖 5 顯示了帶緩沖電路和帶緩沖電路的輸入電容器的放置。 緩沖電路比輸入電容更重要，因此需要時應先放置。 由于緩沖電路在大多數應用條件下是不必要的，因此在后面的章節中將不包括。
IC 的 VIN 引腳可以通過另一層的過孔和直接走線與輸入電容器的 VIN 節點相連，因為通過該走線的電流很小。 如果這條走線太長，可以在 IC 的 VIN 引腳附近放置一個小的去耦電容。
圖5 輸入電容和Vin引腳布局
四、小信號補償電路布局
小信號組件包括模擬和邏輯組件。 對于 TPS61236 升壓轉換器，小信號模擬組件是 CC 和 FB 引腳的電阻器和電容器（R1、R2、R5、C5）。 小信號邏輯組件是 INACT 和 EN 引腳的電阻器（R3、R4）。
模擬元件和節點對噪聲很敏感，尤其是當它們具有大輸入阻抗時，例如 FB 引腳。 確保這些組件靠近 IC。 組件和 IC 之間的走線應該很短，以最大限度地減少帶有噪聲 SW 節點的寄生電容。 切勿將 FB 走線與 SW 節點緊密并行布線； 否則開關噪聲會耦合到 FB 引腳并導致問題。 圖 6 顯示了小信號模擬組件的布局。
圖6 模擬信號部分布局
EN 和 INACT 引腳的邏輯電路不太重要。 這些電路通常具有相對較小的阻抗，這些引腳處的電壓噪聲較小，不會引起異常操作。 這些組件最后放置和布線。 如圖 7 所示，電阻通過另一層中的過孔和走線與 IC 引腳相連。
圖7 邏輯部分布局
五、連接信號地并鋪銅
模擬小信號元件的地節點和IC的AGND引腳形成信號地，必須通過單點連接到IC的電源地。 單點應靠近 PGND 引腳。 確保沒有大電流流過信號地。 否則，耦合到控制電路中的噪聲可能會導致輸出電壓調節不良、電流限制不準確或其他異常行為。 圖 8 顯示了信號地和電源地連接的一個很好的例子。
圖8 信號地
邏輯電路的地節點通常連接到信號地，如圖 8 所示。但如果它們離信號地太遠，它們也可以連接到電源地。 只需確保耦合到邏輯電路的電壓噪聲不會太高而干擾邏輯行為。
IC主要通過VOUT和GND引腳散熱。 這些引腳中的大銅平面有助于提高熱性能。建議盡可能大地增加 GND 層的銅面積，如圖 9 所示。厚銅、頂層和底層之間的過孔和薄介電層也有助于提高熱性能。
圖9 敷銅
Signal-Ground 可以直接連接到地平面，無需大功率電流流過 Signal-Ground，如圖 10 所示。 在圖 10 中，電源電流在左側布局的頂層流動； 并且電源電流在正確布局的平面右側流動。與圖 9 相比，圖 10 具有更大的覆銅面積，有助于提高熱性能。
圖10 大面積敷銅
本文介紹了幫助DC/DC轉換器 PCB 布局的五個步驟。 對于一些簡單的DC/DC轉換器，按順序執行五個步驟可以得到良好的布局。 對于其他復雜的DC/DC轉換器，這五個步驟需要循環多次才能有一個好的布局。 花在布局上的時間很寶貴，因為好的布局避免了調試階段的大部分問題。