图1中开关转换器另一路(12V→1.2V/3A)中的功率器件可用同样方式来设计。
3 PCB排板要点
电源功率器件在PCB上的正确放置和走线将决定整个电源工作是否正常。设计人员首先要对开关电源功率器件上的电压和电流的波形有一定的了解。图3更进一步显示了一个降压式开关电源功率电路元器件上的电流和电压波形。由于从输入滤波电容(CIN),上端场效应管(Q1)和下端场效应管(Q2)中所流过的电流是带有高频率和高峰值的交流电流,所以要尽量减小由CIN－Q1－Q2所形成的环路面积。同时由下端场效应管(Q2),电感(L),和输出滤波电容(COUT)所组成的环路面积也要尽量减小。
图3 开关电源功率电路上的电流和电压波形
图4是一个比较好的电源功率电路PCB走线。CIN－Q1－Q2和Q2－L－COUT环路的面积已控制得最小。上端场效应管(Q1)的源极，下端场效应管(Q2)的漏极和输出电感(L)之间的连接点是一整块铜片焊盘。由于该连接点上的电压是高频电流，Q1和Q2和L需要靠得非常近。虽然输出滤波电感(L)和输出滤波电容(COUT)之间的走线上没有高峰值的高频电流，但比较宽的走线可以降低直流阻抗的损耗使电源的效率得到提高。如果成本上允许，电源可用一面完全是接地层的双面PCB。但必须注意在地层上尽量避免走功率和信号线。在电源的输入和输出端口还各增加了一个瓷片电容器来改善电源的高频滤波性能。
图4 正确的开关电源功率器件放置和走线
参照文献[4]中讨论过的要点，我们首先需要将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,然后将控制信号器件靠近信号地层和控制芯片(SC2463)。控制信号地层与功率地层需分隔开来并通过单点相连接。这连接点通常会选择在控制芯片的接地脚(SC2463的脚21)。图5至图7详细描述了该电源排版方式。
图5 PCB上层元件面走线
图6 PCB下层控制器件应靠近信号地
图7 功率地与控制地的分隔
4 结语
SC2463对于多输出的电压应用非常适合。它的高度集成减小了线路板面积，降低了产品的成本。芯片中内置的输出电压启动顺序满足了许多系统芯片的上电要求。