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2021.03.10 DC/DC

接地

升压型DC/DC转换器的PCB布局

本文将探讨升压型DC/DC转换器的PCB布局中“接地”相关的内容。经常听到“接地很重要”、“需要加强接地设计”等说法。实际上,在升压型DC/DC转换器的PCB布局中,没有充分考虑接地、背离基本规则的接地设计是产生问题的根源。请认识到需要严格遵守以下注意事项。另外,遵守这些注意事项不仅局限于升压型DC/DC转换器。

接地

首先,模拟小信号接地和电源接地必须分开。原则上,电源接地的布局无需与布线电阻较低、散热性好的顶层分离。

如果电源接地分开并经由过孔连接在背面,则受过孔电阻和电感器的影响,损耗和噪声将会恶化。旨在屏蔽、散热及减少直流损耗而在内层或背面设置接地层的做法,只是辅助接地。

该图是此次示例的电路板布局。这是顶层的电源接地(PGND,橙色部分)和模拟小信号接地(AGND,浅蓝色部分)的基本布局示例。

将接地层设计在多层电路板的内层或背面时,需要特别注意高频开关噪声较多的电源接地。如果第二层具有旨在减少直流损耗的电源接地层,请使用多个过孔连接顶层和第二层,以降低电源地的阻抗。此外,如果在第三层上有公共接地,在第四层上有信号接地,则电源接地与第三和第四层接地之间的连接仅连接高频开关噪声较小的输入电容器附近的电源接地。切勿连接噪声多的输出或续流二极管的电源接地。参见下面的截面示意图。

关键要点:

・在升压型DC/DC转换器的PCB布局中,AGND和PGND需要分离。

・原则上,升压型DC/DC转换器的PCB布局中的PGND配置在顶层而无需分隔。

・在升压型DC/DC转换器的PCB布局中,如果分隔PGND而经由过孔在背面连接,则受过孔电阻和电感的影响,损耗和噪声将会增加。

・在升压型DC/DC转换器的PCB布局中,多层电路板在内层或背面配置接地层时,需要注意与高频开关噪声较多的输入端和二极管PGND之间的连接。

・在升压型DC/DC转换器的PCB布局中,顶层PGND与内层PGND的连接,要通过多个过孔连接,以降低阻抗,减少直流损耗。

・在升压型DC/DC转换器的PCB布局中,公共接地或信号接地与PGND的连接要在高频开关噪声较少的输出电容器附近的PGND进行,不可在噪声较多的输入端或二极管附近的PGN连接。

外围元器件的选型方法与PCB布局