開關(guān)電源總是會有這樣那樣的噪音，為了解決噪聲問題，往往要花費數(shù)小時的時間進行實驗室測試，以便揪出元兇，但最終卻發(fā)現(xiàn)，噪聲是由開關(guān)電源的布局不當而引起的。解決此類問題可能需要設(shè)計新的布局，導(dǎo)致產(chǎn)品延期和開發(fā)成本增加。

竟然知道了開關(guān)電源布局不當也會引起噪音，那么下面就從布局上來說說吧。
第一步：確定電流路徑
在開關(guān)轉(zhuǎn)換器設(shè)計中，高電流路徑和低電流路徑彼此非?？拷?。交流（AC）路徑攜帶有尖峰和噪聲，高直流（DC）路徑會產(chǎn)生相當大的壓降，低電流路徑往往對噪聲很敏感。適當PCB布局布線的關(guān)鍵在于確定關(guān)鍵路徑，然后安排，并提供足夠的銅面積以免高電流破壞低電流。性能不佳的表現(xiàn)是接地反彈和噪聲注入IC及系統(tǒng)的其余部分。一個同步降壓調(diào)節(jié)器設(shè)計，它包括一個開關(guān)控制器和以下外部開關(guān)電源器件：高端開關(guān)、低端開關(guān)、開關(guān)電源之電感、輸入電容、輸出電容和旁路電容。必須小心放置這些開關(guān)電源器件，避免產(chǎn)生不良的寄生電容和電感，導(dǎo)致過大噪聲、過沖、響鈴振蕩和接地反彈。

諸如DH、DL、BST和SW之類的開關(guān)電流路徑離開控制器后需妥善安排，避免產(chǎn)生過大寄生電感。這些線路承載的高δI/δt交流開關(guān)脈沖電流可能達到3 A以上并持續(xù)數(shù)納秒。高電流環(huán)路必須很小，以盡可能降低輸出響鈴振蕩，并且避免拾取額外的噪聲。低值、低幅度信號路徑，如補償和反饋器件等，對噪聲很敏感。應(yīng)讓這些路徑遠離開關(guān)節(jié)點和開關(guān)電源器件，以免注入干擾噪聲。

第二步：開關(guān)電源之布局物理規(guī)劃
PCB物理規(guī)劃（floor plan）非常重要，必須使電流環(huán)路面積最小，并且合理安排開關(guān)電源器件，使得電流順暢流動，避免尖角和窄小的路徑。這將有助于減小寄生電容和電感，從而消除接地反彈。

采用開關(guān)控制器ADP1850的雙路輸出降壓轉(zhuǎn)換器的PCB布局。請注意，開關(guān)電源器件的布局將電流環(huán)路面積和寄生電感降至最小。虛線表示高電流路徑。同步和異步控制器均可以使用這一物理規(guī)劃技術(shù)。在異步控制器設(shè)計中，肖特基二極管取代低端開關(guān)。

第三步：開關(guān)電源器件——MOSFET和電容（輸入、旁路和輸出）
頂部和底部開關(guān)電源開關(guān)處的電流波形是一個具有非常高δI/δt的脈沖。因此，連接各開關(guān)的路徑應(yīng)盡可能短，以盡量降低控制器拾取的噪聲和電感環(huán)路傳輸?shù)脑肼?。在PCB一側(cè)上使用一對DPAK或SO-8封裝的FET時，最好沿相反方向旋轉(zhuǎn)這兩個FET，使得開關(guān)節(jié)點位于該對FET的一側(cè)，并利用合適的陶瓷旁路電容將高端漏電流旁路到低端源。

務(wù)必將旁路電容盡可能靠近MOSFET放置，以盡量減小穿過FET和電容的環(huán)路周圍的電感。輸入旁路電容和輸入大電容的放置對于控制接地反彈至關(guān)重要。輸出濾波器電容的負端連接應(yīng)盡可能靠近低端 MOSFET的源，這有助于減小引起接地反彈的環(huán)路電感。Cb1和Cb2是陶瓷旁路電容，這些電容的推薦值范圍是1 μF至22 μF。對于高電流應(yīng)用，應(yīng)額外并聯(lián)一個較大值的濾波器電容，散熱考慮和接地層在重載條件下，功率MOSFET、開關(guān)電源之電感和大電容的等效串聯(lián)電阻（ESR）會產(chǎn)生大量的熱。為了有效散熱，會在這些開關(guān)電源器件下面放置了大面積的銅。

多層PCB的散熱效果好于2層PCB。為了提高散熱和導(dǎo)電性能，應(yīng)在標準1盎司銅層上使用2盎司厚度的銅。多個 PGND層通過過孔連在一起也會有幫助。圖3顯示一個4層 PCB設(shè)計的頂層、第三層和第四層上均分布有PGND層。

這種多接地層方法能夠隔離對噪聲敏感的信號。補償器件、軟啟動電容、偏置輸入旁路電容和輸出反饋分壓器電阻的負端全都連接到AGND層。請勿直接將任何高電流或高δI/δt路徑連接到隔離AGND層。AGND是一個安靜的接地層，其中沒有大電流流過。所有開關(guān)電源器件（如低端開關(guān)、旁路電容、輸入和輸出電容等）的負端連接到PGND層，該層承載高電流。

GND層內(nèi)的壓降可能相當大，以至于影響輸出精度。通過一條寬走線將AGND層連接到輸出電容的負端，可以顯著改善輸出精度和負載調(diào)節(jié)。電流檢測路徑
為了避免干擾噪聲引起精度下降，電流模式開關(guān)調(diào)節(jié)器的電流檢測路徑布局必須妥當。雙通道應(yīng)用尤其要更加重視，消除任何通道間串擾。

雙通道降壓控制器ADP1850將低端MOSFET的導(dǎo)通電阻RDS（ON）用作控制環(huán)路架構(gòu)的一部分。此架構(gòu)在SWx與 PGNDx引腳之間檢測流經(jīng)低端MOSFET的電流。一個通道中的地電流噪聲可能會耦合到相鄰?fù)ǖ乐?。因此，?wù)必使 SWx和PGNDx走線盡可能短，并將其放在靠近MOSFET的地方，以便精確檢測電流。
反饋（FB）和限流（ILIM）引腳是低信號電平輸入，因此，它們對容性和感性噪聲干擾敏感。FB和ILIM走線應(yīng)避免靠近高δI/δt走線。開關(guān)電源之布局注意不要讓走線形成環(huán)路，導(dǎo)致不良電感增加。在ILIM和PGND引腳之間增加一個小MLCC去耦電容 （如22 pF），有助于對噪聲進行進一步濾波。

開關(guān)電源之布局開關(guān)節(jié)點
在開關(guān)調(diào)節(jié)器電路中，開關(guān)（SW）節(jié)點是噪聲最高的地方，因為它承載著很大的交流和直流電壓/電流。此SW節(jié)點需要較大面積的銅來盡可能降低阻性壓降。將MOSFET和電感彼此靠近放在銅層上，可以使開關(guān)電源之串聯(lián)電阻和電感最小。對電磁干擾、開關(guān)節(jié)點噪聲和響鈴振蕩更敏感的應(yīng)用可以使用一個小緩沖器。緩沖器由電阻和電容串聯(lián)而成，放在SW節(jié)點與PGND層之間，可以降 低SW節(jié)點上的響鈴振蕩和電磁干擾。注意，增加緩沖器可能會使整體效率略微下降0.2%到0.4%。
開關(guān)電源之布局柵極驅(qū)動器路徑
柵極驅(qū)動走線（DH和DL）也要處理高δI/δt，往往會產(chǎn)生響鈴振蕩和過沖。這些走線應(yīng)盡可能短。最好直接布線，避免使用饋通過孔。如果必須使用過孔，則每條走線應(yīng)使用兩個過孔，以降低峰值電流密度和寄生電感。

在DH或DL引腳上串聯(lián)一個小電阻（約2 Ω至4 Ω）可以減慢柵極驅(qū)動，從而也能降低柵極噪聲和過沖。另外，BST與SW 引腳之間也可以連接一個電阻。在布局期間用0 Ω柵極電阻保留空間，可以提高日后進行評估的靈活性。增加的柵極電阻會延長柵極電荷上升和下降時間，導(dǎo)致 MOSFET的開關(guān)功率損耗提高。