工程师不可不知的开关电源关键设计（六）

1，输出滤波电容器（C10，C11，C12，C13），一直到输出插座（PCB右下端）。SCll04A被放置在PCB的左下端。因为，在地层上功率电路电流不通过控制电路，所以，无必要将控制电路接地层与功率电路接地层进行分隔。如果输入插座是放置在PCB的左下端，那么在地层上功率电路电流会直接通过控制电路，这时就有必要将二者分隔。

　2．4开关电源PCB排版例2

图22是另一种降压式开关电源，该电源能使12V输入电压转换成3．3V输出电压，输出电流可达3A。此电源上使用了一个集成电源控制器（Semtech型号SC4519）。这种控制器将一个功率管集成在电源控制器芯片中。这样的电源非常简单，尤其适合应用在便携式DVD机，ADSL，机顶盒等消费类电子产品。

同前面例子一样，对于这种简单开关电源，在PCB排版时也应注意以下几点。

1）由输入滤波电容（C3），SC4519的接地脚（GND），和D2所围成的环路面积一定要小。这意味着C3及D2必须非常靠近SC4519。

2）可采用分隔的功率电路接地层和控制电路接地层。连接到功率地层的元器件包括输入插座（VIN），输出插座（VOUT），输入滤波电容（C3），输出滤波电容（C2），D2，SC4519。连接到控制地层的元器件包括输出分压电阻（R1，R2），反馈补偿电路（R3，C4，C3，），使能插座（EN），同步插座（SYNC）。

3）在SC4519接地脚的附近加 个过孔将功率电路接地层与控制信号电路接地层单点式的相连接。

图23是该电源PCB上层排版图。为了力便读者理解，功率接地层和控制信号接地层分别用不同颜色来表示。在这里输入插座被放置在PCB的上方，而输出插座被放置在PCB的下方．滤波电感（L1）被放在PCB左边并靠近功率接地层，而对于噪音较敏感的反馈补偿电路（R3，C4，C5）则被放存PCB右边并靠近控制信号接地层。D2非常靠近SC4519的脚3及脚4。图24是该电源PCB下层排版图。输入滤波电容（C3）被放置在PCB下层并非常靠近SC4519和功率接地层。

2.5开关电源PCB排版例3

最后讨论一种多路输出开关电源PCB排版要点。此电源有3组输入电压（12V，5V和3.3V），4组输出电压（3.3v，2.6V，1.8V，1.2V）。该电源使用了，一集成多路开关控制器（Serotech型号SC2453）。SC2453提供了4.5V～30V的宽输入电压范围，两个高达700kHz开关频率和高达15A输出电流，以及低至0.5V输出电压的同步降压转换器。它还提供了一个专用可调配正压线性调节器和一个专用可调配负压线性调节器。TSSOP-28封装减小了所需线路板面积。两个异相降压转换器可以减小输入电流纹波。图25是这种多路开关电源的原理图。其中3.3V输出由5V输人产生，l.2V输出由12V输入产生，2.6V和1.8V输出由3.3V输入产生。由于该电源上所有元器件都必须被放置在一个面积较小的PCB上，为此必须将电源的功率地层和控制信号地层分隔开来。参照前面几节中讨论过的要点，首先将图25中连接到功率地层的元器件和连接到控制信号地层的元器件区分开来，然后将控制信号元器件放在信号地层上并靠近SC2453控制信号地层与功率地层通过单点相连接。这连接点通常会选择在控制芯片的接地脚（SC2453中的脚21）。图26详细描述了该电源排版方式。

电源排版基本要点8 开关电源功率电路和控制信号电路下的元器件需要连接不同的接地层，这二个地层一般都是通过单点相连接。

3 结语

开关电源PCB排版的8个要点：

1）旁路瓷片电容器的电容不能太大，而它的寄生串联电感应尽量小，多个电容并联能改善电容的阻抗特性；

2）电感的寄生并联电容应尽量小，电感引脚焊盘之间的距离越远越好；

3）避免在地层上放置任何功率或信号走线；

4）高频环路的面积应尽可能减小；

5）过孔放置小应破坏高频电流在地层上的路径；

6）系统板上一小同电路需要不同接地层，小同电路的接地层通过单点与电源接地层相连接；

7）控制芯片至上端和下端场效应管的驱动电路环路要尽量短；

8）开关电源功率电路和控制信号电路元器件需要连接到小同的接地层，这二个地层一般都是通过单点相连接。