开关模式电源设计PCB布局改进方案
今天主要是关于：开关模式电源设计改进。
一、pcb耦合
通常工程师在 smps布局中都会密切关注2个耦合因素，如下图所示：
电压开关节点，具有高dv/dt
热电流环路，包含子系统中最高的di/dt
显示降压转换器di/dt和dv/dt位置的示意图
这里起作用的机制和风险是将不需要的能量通过电容（dv/dt）和电感（di/dt）耦合到系统的其他部分，或者以辐射和传导发射的形式耦合到系统之外。
二、pcb设计检查
这里检查lm22678 5a转换器的pcb布局，其uin 为12v，uout为5v。这是一个非同步降压转换器，使用b130l-13-f肖特基二极管用于其低侧开关元件。
12v 至 5v 异步 lm22678 降压转换器原理图
最大限度地减少电容和电感耦合并不是复杂，但是很容易被忽略，从而导致pcb出问题，进而导致产品被推迟。
下图中，可以看到非同步降压稳压器的to-263封装的布局，其中标出了电压节点（红色轮廓）和热电流环路（黄色）。
采用低侧功率二极管的非同步降压稳压器设计
为了看得更清楚，pcb上的铜填充已经被隐藏，这个设计存在3个明显问题：
1、高 di/dt 环路远大于其需要的值
2、没有过孔连接 cin 或 cout的 gnd 节点(被过孔覆盖)
3、交换节点可以更小
上面这个设计说明，电流环路没有得到很好的控制，并且由于平面之间缺乏通孔，电流没有明确定义的返回源路径。
三、对于emc
改进后的布局如下图所示：
优化了电压节点，更小的热环路以及每个无源组件对第2层参考平面。
此外初级cout电容也相对于原始设计旋转的了90°，降低了输轨道上的噪声风险。
改进的布局考虑了耦合机制
通过将低侧二极管串联移动到开关引脚和电感之间，可以更好地限制dv/dt 耦合效应产生的潜在串扰噪声。
此外，通过减小热环路几何形状，可以降低高di/dt磁场耦合的影响。
虽然说这些变化很小，但是不需要对额外pcb空间或其他子系统进行该改变。但是通过减少约50%的电流环路和优化节点，增强了系统合规性。
四、主要要点：
了解开关模式电源中电流环路的流动位置
保持节点和环路几何形状较小，以减轻不必要的耦合效应
使 cin远离或 cout以帮助隔离电流环路感应场，并防止 dv/dt 串扰
将焊盘连接到过孔，而不仅仅是接地填充铜，以帮助限制返回电流
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二、pcb设计检查
这里检查lm22678 5a转换器的pcb布局，其uin 为12v，uout为5v。这是一个非同步降压转换器，使用b130l-13-f肖特基二极管用于其低侧开关元件。
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最大限度地减少电容和电感耦合并不是复杂，但是很容易被忽略，从而导致pcb出问题，进而导致产品被推迟。
下图中，可以看到非同步降压稳压器的to-263封装的布局，其中标出了电压节点（红色轮廓）和热电流环路（黄色）。
采用低侧功率二极管的非同步降压稳压器设计
为了看得更清楚，pcb上的铜填充已经被隐藏，这个设计存在3个明显问题：
1、高 di/dt 环路远大于其需要的值
2、没有过孔连接 cin 或 cout的 gnd 节点(被过孔覆盖)
3、交换节点可以更小
上面这个设计说明，电流环路没有得到很好的控制，并且由于平面之间缺乏通孔，电流没有明确定义的返回源路径。
三、对于emc
改进后的布局如下图所示：
优化了电压节点，更小的热环路以及每个无源组件对第2层参考平面。
此外初级cout电容也相对于原始设计旋转的了90°，降低了输轨道上的噪声风险。
改进的布局考虑了耦合机制
通过将低侧二极管串联移动到开关引脚和电感之间，可以更好地限制dv/dt 耦合效应产生的潜在串扰噪声。
此外，通过减小热环路几何形状，可以降低高di/dt磁场耦合的影响。
虽然说这些变化很小，但是不需要对额外pcb空间或其他子系统进行该改变。但是通过减少约50%的电流环路和优化节点，增强了系统合规性。
四、主要要点：
了解开关模式电源中电流环路的流动位置
保持节点和环路几何形状较小，以减轻不必要的耦合效应
使 cin远离或 cout以帮助隔离电流环路感应场，并防止 dv/dt 串扰
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