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2020.11.11 DC/DC

输出电容器和续流二极管的配置

升压型DC/DC转换器的PCB布局

继上一篇文章针对升压型DC/DC转换器的输入电容器之后,接下来将对升压型DC/DC转换器的重要元器件--输出电容器和续流二极管进行配置。

输出电容器和续流二极管的配置

配置升压型DC/DC转换器的输入电容器后,我们来配置升压型DC/DC转换器的输出电容器和升压型DC/DC转换器的续流二极管。

对此电路板布局进行解说的前提为升压电路的输出电流为1A以内。如果是这种程度的输出电流,则仅需要较小电容量的输出电容器COUT即可,因此同一枚陶瓷电容器还可作为高频去耦电容COBYPASS使用。这是因为陶瓷电容器的容值越小,其频率特性越好。但是由于陶瓷电容器的种类或厂家不同,其频率特性也不同,因此需要对实际所用元器件的频率特性进行确认。

将续流二极管D2配置在与IC和COUT同一个面的最近处。连接二极管和开关MOSFET Q2的节点是开关节点,因此是高频噪声的发生源。若此节点的布线过长,则因布线电感引起的高频尖峰噪声将会叠加在VOUT上。另外,通过尽可能缩小从开关MOSFET Q2到续流二极管D2、高频去耦复用输出电容器COUT的环路,来尽量控制高频噪声的辐射。以上的元器件配置和布线,必须在同一面上完成。如果经由通孔在背面进行配置和布线,受通孔电感量的影响,噪声会加剧,因此请绝对不要经由通孔。考虑了以上情况的理想布局示例,如右图所示。相关布局部分已使用深色进行表示。

理想的输出电容器和续流二极管配置示例

如前面提到的,开关节点过长将增加布线电感,从而导致高频尖峰噪声增大,大部分情况都会带来不好的影响。为了改善此高频尖峰噪声,可采用增加RC缓冲电路的方法进行处理。

由于此缓冲电路需要配置在开关MOSFET Q2和IC的GND引脚的最近处,因此我们建议提前准备好用于缓冲电路的电阻RS和电容器CS的焊盘。

请注意,在缓冲电路的开关动作中始终会产生损耗,这是导致效率下降的主要原因,这一点请务必知悉。可能需要在降低开关节点尖峰噪声和确保效率之间进行权衡。

理想的缓冲电路配置示例

关键要点:

・如果输出电流较小,则升压型DC/DC转换器的输出电容器的电容可以相对较小,因此一个陶瓷电容器即可用作输出电容器也可以用作高频用去耦电容器。

・升压型DC/DC转换器的续流二极管要配置在与IC和升压型DC/DC转换器的输出电容器相同面的最近处。

・如果二极管和开关MOSFET连接的节点的布线过长,则由布线电感引起的高频尖峰噪声会叠加在输出上。

・可以使用缓冲电路来处理尖峰噪声,但要注意缓冲电路产生的损耗。

外围元器件的选型方法与PCB布局