开关电源PCBlayout与电容电感设计.doc

开关电源PCBlayout与电容电感设计.doc .
Power Supply PCB Layout/Output Capacitor Design
MPS Shanghai Office
July 2006
Part:L PCB Layout Guidelines
Ten Simple Rules
电容模型
0.1 1.0 10
Frequency (MHz)
O
^1
O
■
O
Qz) aouepadul-」£oede。
谐振频率：
当电容器工作频率在％以下时:
当电容器工作频率在％以上时:
当电容器工作频率接近％时:
2兀（C ・ Lesl
Zc
-1
Zc — j2吋-Lesl
Zc = Resr
电容参数
封装
典型电感値(nH)
瓷片电容
0603
0.8
0805
1.0
1206
1.2
1210
1.0
铉电容
0805
1.6
1206
2.2
1411
2.3
2412
2.8
电解电容
3 =™
表面贴
6.8
引脚
>10
电容
ESR
ESL
10UF/10V 瓷片
4 mG
1.25nH
100uF/10V|H
46 mQ
3nH
470UF/10V 电解
100 mG
15nH
电容并联高频特性
k A
Zm ) C \
rl
r f 大 ESL
(a)差 Layout
(b)好 Layout
电源步板基本要点之一：旁路瓷片 电容的电容量不易太大，而它的寄 生串联电感量应该尽量减小。多个 电容并联能改善单个电容的阻抗特 性。最小容量的瓷片电容应最靠近 负载。
电感模型
EPR
L = U°Ac
Im
Ac:电流环路截面结
Lm:电流环路周长
L:电感值
EPR:等效并联电阻 Cp:等效并联电感
电感特性
环形电感
SMD电感
电感阻抗
电感特性
5
1 5
0(******@0©
1 2 3 4 5
Cp= 2C
电源步板基本要点之二：电感的 寄生串联电容量应该尽量减小。 电感引脚之间的距离越远越好。
Large Cp
(a) Bad Layout
镜象面概念
高辐射
电源步板基本要点之三:
返回电流、
避免在地层上放置任何功 率或信号走线。
低辐射 髙频交流电流
低辐射 髙频交流电流
返回电流
接地层
高频交流电流环路
电源步版基本要点之四：
高频交流环路的面积应该尽量减小。
+ + + 负载
y
员载
过孔(VIA)的例子
Ground Plane
Ground Plane
Ground Plane
HF Return Current
何差
HF Return Current
(b) —般
HF Return
(c)好
电源步版基本要点之五：
过孔放置不应破坏高频交流电流在地层上路径。

PCB板层分割
Digital Analog
P1R PIR
Digital Analog
GHB GRD
SIGNAL
Giro S TOTAL
FIR
GM) SIGMAL
电