《LED开关电源之PCB规划和布局布线》

 

目录

 

1.0 LED开关电源VS普通开关电源

2.0 PCB基本概念

3.0 元器件选择

4.0 标准遵循

5.0 PCB规划及DC-DC转换器布局布线

5.1 PCB规划

5.1.1 确定电源架构

5.1.2 确定PCB材质、尺寸和层数

5.1.3 PCB电路布局和布线

6.0 最常用DC-DC转换器布局要点

6.1 DC-DC环流

6.2 DC-DC布局要点

6.2.1 PCB布局要点

6.2.2 输入电容器的布局

6.2.3 续流二极管的布局

6.2.4 热焊盘

 

 

 

LED开关电源之PCB规划和布局布线

 

 

1.0 LED开关电源VS普通开关电源

LED开关电源和普通开关电源的区别主要在于它们的输出特性和应用场景。

LED开关电源具有较高的输出电压稳定性。由于LED光源对电压的要求较为严格，因此，LED开关电源采用了先进的电压稳定控制技术，可以在电网电压波动或负载变化时保持相对稳定的输出电压。由于大多数电子设备对电压的要求相对宽松，因此，普通开关电源不像LED开关电源那样注重电压的精准控制，其输出电压会有一定程度的波动。

LED开关电源采用高频开关器件和高效变压器，以最大程度地减少能量损耗来提高效率，使得它在节能环保方面表现出色。普能开关电源虽然也使用了高频开关器件和变压器，但由于其适用范围较广，设计上会权衡其它因素，如：成本和容量等，这使得它的能量转换效率相对较低。

LED开关电源电路通常由开关电路和反馈电路组成，强调恒流、小体积、长寿命、低热损和精准输出控制，还注重防水、防腐、防静电，并要求减少高频污染。普通开关电源更广泛地应用于各种电子设备，更侧重于基本的电源功能转换，强调输出电压的稳定性、实用性和适应性。

LED开关电源具有过压保护、过流保护、过载保护、过热保护、雷击保护、浪涌保护、反接保护、短路保护、电磁保护等多重保护，功率因数（PF）可达0.99，相较普通开关电源使用更安全。

 

2.0 PCB基本概念

PCB是Printed Circuit Board的缩写，中文名为印制电路板或印刷电路板。

它通过电子印刷技术在绝缘基材上印刷上铜箔或其他导体，形成所需的电路图案，然后通过蚀刻或其他工艺完成电路的制作。

从结构上看，PCB主要由薄膜金属材料制成的导线和非导体基板构成。这些导线按照预定的设计布局插入到非导体基板中，形成复杂的电路网络。通过这种结构，PCB可以将电子元器件固定在一个机械载体上，并通过导线实现它们之间的电气连接。

在功能方面，PCB不仅提供了电子元器件固定装配的机械支撑，还实现了电子元器件之间的布线、电气连接、信号传输、热管理、元件保护和电绝缘。

机械支撑与固定：PCB为电子元器件提供了稳固的机械支撑和固定。元器件通过焊接或插入方式安装在PCB上，确保了它们的准确定位和稳定性。

电气连接：PCB上的金属导线和接点网络为电子元器件之间提供了电气连接。这种连接实现了元器件之间的信号传输、功率分配和数据交换，是开关电源正常工作的基础。

信号传输：PCB上的导线网络作为信号传输的通道，使得电子元器件能够相互通信。这些信号可以是模拟信号，如图像，也可以是数字信号，如数据和控制信号。

热管理：PCB的结构和材料设计有助于传导和分散热量，从而有效地管理电子元器件产生的热量，防止过热，提高系统的可靠性。

保护元器件：PCB还可以保护电子元器件免受机械损坏、灰尘、潮湿等外部环境的影响，确保元器件在恶劣环境中也能正常工作。

此外，PCB还能提供所需的电气特性，确保开关电源的正常运行。其制造品质直接影响开关电源的稳定性和使用寿命，甚至影响与其紧密相关的LED产品的整体竞争力。

PCB线路是印制电路板上的导电图形，它主要由线路与图面、介电层、孔、防焊油墨、丝印和表面处理等部分组成。

线路与图面是同时做出的，作为原件之间导通的工具，在设计上会另外设计大铜面作为接地及电源层。介电层用来保持线路及各层之间的绝缘性，俗称为基材。孔包括导通孔和非导通孔，导通孔可使两层次以上的线路彼此导通，非导通孔通常用来作为表面贴装定位和组装时固定螺丝用。防焊油墨用于隔绝非吃锡的铜面，避免线路间短路。丝印主要功能是在电路板上标注各零件的名称、位置框，方便维修及辨识。表面处理是为了保护铜面不被氧化，提高焊锡性。

根据不同的应用需求，PCB可以分为单面板、双面板和多层板。

 

3.0 元器件选择

在PCB规划和布局布线中，元器件的选择是一个关键步骤，它直接影响到电路的性能、可靠性和成本。选择合适的元器件需要综合考虑多个因素，包括电路的功能和性能要求、元器件的规格和参数、封装形式与尺寸、可靠性与寿命、供应商的可选范围、交货时间与库存可用性、替代性与兼容性、成本因素等，只有全面考虑这些因素，才能选择出最适合的元器件，确保产品的质量和性能达到预期目标。

3.1 性能需求

性能需求是选择PCB元器件的首要依据。根据产品的功能要求，我们需要确定所需元器件的性能参数，如电阻值、电容值、电感值、工作电压和电流等。同时，还需要考虑元器件的精度和稳定性，以满足产品的整体性能要求。

3.2 元器件的规格和参数

元器件的各项参数通常可以在其数据手册中找到。查阅数据手册载有元器件件的性能和适用条件，同时，数据手册还可提供元器件的模型和封装尺寸等信息，能帮助我们在作PCB规划和布局布线时准确地选用元器件。

3.3 封装形式与尺寸

封装形式和尺寸也是选择PCB元器件时需要关注的重要方面。封装形式决定了元器件在PCB上的安装方式，而尺寸则影响PCB的布局和布线。在选择元器件时，应确保所选元器件的封装形式与PCB设计相匹配，同时考虑元器件尺寸对布线密度和散热性能的影响。

3.4 可靠性与寿命

元器件的可靠性和寿命直接关系到产品的稳定性和使用寿命。在选择元器件时，应考虑其工作环境、温度范围、抗震能力等因素，并优先选择经过严格测试和认证、具有良好声誉的供应商和品牌。

3.5 供应商的可选范围

在选元器件时，还需考虑元器件的供应商。不同的供应商在元器件的质量、价格、交货期等方面会有一定的差异。因此，为保证元器件的可采购性和成本控制，需要对各个供应商的元器件进行比较和评估。

3.6 成本因素

成本是选择PCB元器件时不可忽视的因素。在满足性能、可靠性和封装要求的前提下，应尽量选择价格合理的元器件，以降低产品成本。同时，也要注意避免为了追求低成本而牺牲产品的性能和可靠性。

3.7 交货时间与库存可用性

在选择PCB元器件时，还需要考虑其交货时间和库存可用性。对于需要紧急生产的产品，应选择交货时间较短的元器件；对于库存有限的元器件，应及时了解其供应情况，以避免因缺货而影响产品性能的稳定性（不得不选用替代品）和生产进度。

3.8 替代性与兼容性

在选择PCB元器件时，还应考虑其替代性和兼容性。随着技术的不断发展，一些元器件可能会被淘汰或更新换代。因此，在选择元器件时，应尽量选择具有广泛替代性的产品，以便在需要时能够方便地更换或升级。同时，还需要考虑元器件与其他组件的兼容性，以确保整个系统的稳定运行。

 

4.0 标准遵循

4.1 PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）线路规划和布局布线所应遵循的标准通常包括以下几个方面：

4.1.1 电气性能标准，包括电气安全、电气性能参数等。这些标准通常由国际电工委员会（IEC）或其他相关组织制定。

4.1.2 尺寸标准，包括板厚、线宽、线间距、孔径等尺寸参数的设计要求。这些标准通常由IPC（Association Connecting Electronics Industries）或其他行业组织发布。

4.1.3 焊接标准，包括焊盘设计、焊接垫设计、阻焊、喷锡等焊接工艺的设计要求。这些标准通常由IPC或其他相关组织发布。

4.1.4 材料标准，包括PCB板材料、覆铜厚度、阻焊油墨、印刷油墨等材料的选用和使用要求。这些标准通常由IPC或其他行业组织发布。

4.1.5 环境标准，包括PCB在不同环境条件下的使用要求，如耐高温、耐湿热、抗震动等性能要求。这些标准通常由相关行业组织或国际标准组织发布。

4.2 PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）产品质量检验标准

4.2.1 IPC-A-610：这是国际电子行业协会制定的PCBA检验标准，主要针对电子组装产品的外观、焊接、布局、尺寸和电气连接等方面的要求进行检验。

4.2.2 IPC-A-600：这是IPC制定的PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）检验标准，主要涵盖PCB的尺寸、外观、焊盘、布局、线路通断等方面的要求。

4.2.3 J-STD-001：这是电子工业联合会（JEDEC）制定的电子组装技术标准，主要针对电子组装的焊接工艺进行检验。

4.2.4 ISO 9001：这是国际标准化组织（ISO）制定的质量管理体系标准，包括了PCBA制造过程中的检验控制要求，如材料采购、生产过程和出货检验等。

4.2.5 UL认证：UL（Underwriters Laboratories）是一个独立的安全科学机构，其认证标志表示产品已经通过了相关的安全测试和评估。

4.2.6 ROHS指令：ROHS（Restriction of Hazardous Substances）是欧盟制定的限制有害物质的指令，要求电子产品中的某些有害物质含量必须在特定限制范围内。

 

5.0 PCB规划及DC-DC转换器布局布线

5.1 PCB规划

5.1.1确定电源架构

开关电源主回路由输入电路、变换器、控制电路和输出电路四个板块构成。它们可包括：输入滤波、输入整流、高频开关、采样、基准电源、比较放大、震荡器、V/F转换、基极驱动、输出整流、输出滤波等电路以及功率因数校正、过压保护、过流保护、过载保护、过热保护、雷击保护、浪涌保护、反接保护、短路保护、电磁保护、同步整流、开关电源软启动、PWM（PFM）调制等辅助电路。

开关电源主回路中功率器件的连接方式，即，开关电源的拓扑结构有很多种，但它们都是由BUCK（降压型）、BOOST（升压型）和BUCK-BOOST（极性反转型）三种形式转换而来，例如：丘克式（CUK）（极性反转电容传输式）、单端正激式、单端反激式、双晶体管正激式、推挽式、半桥式、全桥式等。

实际应用中，可根椐功能需求对开关电源的主回路架构、主回路拓扑结构、电流环路和辅助电路等进行适宜性、合理性设定。

 

 

5.1.2 确定PCB材质、尺寸和层数

5.1.2.1 PCB材质

在PCB规划过程中，板材的选择和厚度确定是关键步骤。需要考虑的因素包括板材的应用环境、电气性能、机械性能、热性能、可靠性要求、加工工艺和生产成本等。通常，高频电路需要选择低损耗的板材，而承重较大的PCB则需要选择具有优良机械性能的板材。此外，板材的厚度应根据电路的复杂性和层数进行合理选择，以平衡强度、刚性和制造成本。

PCB板的热性能主要指的是PCB板材在面对温度变化时的各种物理和化学性能表现，包括但不限于玻璃化转变温度（Tg）、热分解温度（Td）、热膨胀系数（CTE）、耐热裂时间（T260&T288值）以及阻燃等级。

玻璃化转变温度（Tg）：指PCB基材在加热过程中从玻璃态转变为橡胶态的温度。Tg值越高，表示基材的热稳定性越好，适用于高温环境下的应用。

热分解温度（Td）：指PCB基材在加热过程中开始分解的温度。Td值越高，表示基材的热稳定性越好，能够承受更高的温度而不发生分解。

热膨胀系数（CTE）：指PCB材料在温度变化时线性膨胀或收缩的程度。CTE值意味着材料在温度变化时的尺寸变化较小，有助于减少热应力对PCB的影响。

耐热裂时间（T260&T288值）：表示在特定强热环境中，PCB板材能够抵抗Z轴膨胀多久而不致裂开，是评估材料在高温环境下耐久性的重要指标。

阻燃等级：指PCB材料在受到火焰或高温时的燃烧性能，用于评估材料的阻燃性能。

这些热性能参数共同决定了PCB板材在不同温度环境下的表现，包括其机械强度、尺寸稳定性、耐久性以及安全性等方面。因此，选择具有合适热性能参数的板材非常重要。

5.1.2.2 PCB的尺寸（和形状）

PCB的尺寸和形状与多个因素有关，包括但不限于设计需求、元器件布局、机械约束、制造成本、可维护性、标准化和模块化设计、热设计考虑、制造过程、材料和组件、以及元器件放置顺序。

设计需求：电路复杂度、信号完整性要求、电源分布需求等都会直接影响PCB板的尺寸。例如，一个复杂的电路系统可能需要更大的PCB板来容纳更多的元器件和走线。

元器件布局：元器件的大小、间距、散热要求以及与其他元器件的电气连接都会对PCB板尺寸有直接影响。合理的布局可以在满足电气性能的同时，最小化PCB板的尺寸。

机械约束：PCB板在实际应用中需要满足的物理尺寸和形状限制。例如，如果PCB板需要安装到某个特定尺寸的机箱或设备中，那么其尺寸就必须符合这些机械约束。

制造成本：PCB板的面积越大，制造成本越高。因此，在满足设计要求的前提下，应尽量减小PCB板的尺寸以降低成本。

可维护性：较大的PCB板可能更容易进行元器件更换和电路调试，但也会增加维护的复杂性。因此，在确定尺寸时需要在可维护性和成本之间找到平衡。

标准化和模块化设计：采用标准化和模块化设计有助于减小PCB板的尺寸。通过设计可重复使用的模块或子板，可以在不同的项目中共享设计成果，从而减小整体设计尺寸和降低成本。

热设计考虑：对于高功率密度的PCB板，热设计是至关重要的。在确定尺寸时，需要考虑散热片、风扇等散热设备的安装空间。

制造过程：包括基材大小、生产设备、工艺流程等都会对PCB板尺寸产生限制。PCB板尺寸越大，其制造成本就越高，因此需要在设计阶段进行优化以降低成本。

材料和组件：在设计过程中，需要考虑所用的材料以及元器件是否还在市场上流通。有些零件很难找到，既费时又昂贵。建议使用一些比较常用的部件进行更换。

元器件放置：PCB设计必须考虑元器件放置的顺序。适当地组织部件位置可以减少所需的装配步骤，提高效率并降低成本。

确定PCB板的尺寸和形状是一个涉及多个因素的复杂过程，需要在设计阶段综合考虑这些因素以达到最佳的设计效果和成本效益。

5.1.2.3 PCB层数

PCB的层数与多个因素有关，包括但不限于以下几点：

用途和所需信号类型：PCB的使用场景（简单或复杂的开关电源）以及需要传输的信号类型（高频、低频、地面或电源信号）是决定层数的重要因素。对于需要处理多种信号的应用，可能需要多层PCB以提供不同的接地和隔离需求。

通孔类型：通孔的选择，特别是如果使用掩埋过孔，可能需要更多的内部层来满足多层需求，从而影响PCB的层数。

信号层的密度和数量：PCB的层数还基于信号层和引脚密度。引脚密度降低时，层数可能会增加。例如，引脚密度为1可能需要2个信号层，而引脚密度小于0.2时可能需要10层或更多。

所需平面数：电源和接地平面的数量有助于降低EMI（电磁干扰）并屏蔽信号层。因此，层数的选择还取决于所需平面的数量。

制造工艺和成本：多层PCB比单层PCB更昂贵。制造成本在很大程度上取决于所选的层数。

电路复杂性：PCB层数也取决于开关电源电流环路的复杂程度，即，开关电源主回路中核心器件的出线和元器件布局的难易程度。

总而言之，PCB材质、尺寸和层数的选择是一个综合考虑多种因素的过程，包括电路的复杂程度、电子元器件的大小和数量、安装空间的限制、制造成本和工艺条件以及应用场景的要求等。

5.1.3 PCB电路布局和布线

就开关电源而言，PCB布局与电路设计同样重要。合理的布局可以避免电源电路引起的各种问题。不合理的布局可能导致输出和开关信号叠加引起噪声增加、调节性能恶化、稳定性欠佳等问题。

电路布局，即，在给定空间内，根椐选定的电源架构及其主回路拓扑结构、开关电源性能要求和PCB尺寸，对PCB上元器件的安装以及供电输入端和负载端进行布局。

 

通常，开关电源主要由以下四部分电路组成——

主电路。这是开关电源的心脏，负责承载并转换能量。它包括输入滤波器、整流与滤波电路、高频开关器件、变压器以及输出整流与滤波电路等。

控制电路。控制电路通过从输出端取样并与设定值相比较来控制逆变器，进而改变脉宽或脉频以确保输出的稳定性。它还根据测试电路的数据，并通过保护电路的评估，采取相应的保护措施以保障电源的安全运行。

检测电路。检测电路持续监控输出电压和电流的稳定性，提供反馈信息给控制电路。如果电压或电流超出预设范围，就会触发警报，促使控制电路调整工作状态以纠正偏差。

辅助电源。辅助电源提供了控制电路和其他附属电路所需的低功率电源，实现电源的软件（远程）启动，为保护电路和控制电路（如PWM或PFM等芯片）工作供电。

以上四部分各司其职，相互配合，共同维护着电源的稳定与效率。在对电路的全部元器件进行PCB布局时，应遵循以下基本原则：

将输入部分的元器件与输出部分的元器件分开摆放（比如：输入放左边，输出放右边或输入放上边，输出放下边），以确保输入和输出信号不会相互干扰。

明确电源的输入电压范围，确保电源能在该范围内稳定工作。输入端应设置过压和过流保护电路，以防止电源因输入异常而损坏。

输出端应有过载保护和知短路保护电路。设有过载保护电路，以防止因负载过大而损坏电源；设有短路保护电路，以在发生短路时快速切断输出。

对于需要高隔离和绝缘的应用，输出端应采取相应的隔离和绝缘措施。

根据电源架构及其主回路拓扑所规定的电流方向来安排各个功能电路单元的位置，同时考虑元器件间的电气连接关系，避免回路长距离走线，从而优化传输效率、减少寄生参数而有助于抑制EMI的产生。

以每个功能单元的核心元（器）件为中心，围绕它来进行布局，同时考虑电源与地线设计、散热设计、电磁兼容、机械结构、维修便㨗性等因素。

高压和低压要分开，不能混在一起。比如：当项目中的母线电压较高，而单片机部分的电压较低时，如果这两个电源不分开，就很容易出问题，从而导致单片机损坏。

功率部分和信号部分应分开摆放，避免混在一起。否则，功率部分容易对信号部分造成干扰，导致控制逻辑出现混乱。

走线时尽量避免锐角走线（45°角以下走线），以减少电流在急转弯处发生方向突变引起的振荡。有鉴于过孔会增加线路的阻抗和寄生参数的事实，布线时，尽量避免使用过多的过孔。

电流流动尽可能顺畅，这不仅有助于减少振荡，还能提高线路的美观度和可靠性。信号线的线径应尽量保持一致，能确保信号传输的一致性和稳定性。

处理高开关电流的走线要短、直且粗，要特别注意回路的周长和走线的长度和宽度。保持环路周长较小可以消除环路作为低频噪声天线工作的可能性。从电路效率的角度来看，更宽的走线还可以为电源开关和整流器提供额外的散热。

尽量避免交叉走线，以减少电磁干扰。对于高频电路，需特别注意采用阻抗匹配的走线设计，以保证信号的稳定传输。强电流线与弱电流线分开走线、输入与输出隔离，以确保电路的正常工作和延长使用寿命。

对于高频电路，由于其高速的信号传输特性，布线时，应当优先采用短而直的线路，避免过多的弯曲和转折，以减少信号的反射和损失。合理设定布线间距，尽量减少层间交替以提高信号的传输效率。

在高频电路中，合理的电源线和地线布局，不仅可以提供稳定的电源供应，还能有效减少电路中的噪声干扰。对于高频信号线，应当采用屏蔽线或差分线等方式进行保护，以减少外部干扰对信号的影响。

高频部分的关键元器件、电路中的核心元器件、易受干扰的元器件、带高压的元器件、发热量大的元器件、以及一些异性元器件，它们的安放位置需要仔细分析，对它们的布局需要符合电路功能和性能的要求。

正确定义接地（输入大电流源地、输入大电流电流回路接地、输出大电流整

流地、输出大电流负载地、低电平控制地）、在布局中放置短路径以及安排电隔离部分来保持较低的EMI来避免噪声耦合。

开关电源控制器精确调节输出电压的能力取决于低电平控制地的连接。

当使用集成电路、输入电容、输出电容和输出二极管时，须确保组件连接到接地层。接地连接到控制 IC 及其相关电路测量交流电流、直流电流、输出电压和其他主要参数的点。为防止控制电路检测共模噪声，低电平接地应连接到电流检测电阻器或输出分压器的下侧。

为了减少线间串扰，应保证线间距足够大（当线中心间距不少于3倍线宽时，可以保持70%的电场不互相干扰，使用10倍线宽的间距时可以达到98%的电场不互相干扰）。

由于电源层与地层之间的电场是变化的，会向外辐射电磁干扰，称为边沿效应。解决的办法是将电源层内缩，只在接地层的范围内传导。以一个H为单位（H：电源和地之间的介质厚度)。若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内，内缩100H则可以将98%的电场限制在内。

当PCB上的时钟频率到5MHz或脉冲上升时间小于5ns时，PCB必须采用多层板。采用双层板结构时，最好将PCB的一面作为一个完整的地平面层。

信号线与其回路构成的环面积要尽可能小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。在地平面分割时要考虑到地平面与重要信号走线的分布，防止由地平面开槽等带来的问题。

相邻平面走线方向成正交结构。避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要的层间窜扰。当由于PCB结构限制难以避免出现该情况时，特别是信号速率较高时，应考虑用地平面隔离各布线层，用地信号线隔离各信号线。

同一网络的布线宽度应保持一致，线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀，当传输的速度较高时会产生反射，在设计中应该尽量避免这种情况。

设计时应该尽量让布线长度尽可能短，以减少由于走线过长带来的干扰问题，特别是一些重要信号线，如时钟线，务必将其振荡器放在离器件很近的地方。

 

6.0 最常用DC-DC转换器布局要点

6.1 DC-DC环流

 

图1：开关元件Q1导通时的电流路径

 

图1的红色线表示开关元件Q1导通时流过的主要电流和路径以及方向。Cbypass是高频用去耦电容器，CIN是大容量电容器。开关元件Q1导通的瞬间，流过急剧的电流，其大部分由Cbypass提供，其次由CIN提供，缓慢变化的电流则由输入电容提供。

图2：开关元件Q1关断时的电流路径

 

图2的红色线表示开关元件Q1关断时的电流路径。续流二极管D1导通，电感器L中蓄积的能量会释放到输出侧。因为降压转换器的输出拓扑结构中串联了电感，所以输出电容器的电流虽然上下波动，但比较平滑。

图3：电流差分、布局方面的重要路径

 

图3的红色线表示图1和图2的差分。开关元件Q1从关断到开通，从开通到关断切换时，红色线部分的电流都会急剧变化。由于这个变化很快，所以会出现含有较多高次谐波的波形。该差分系统在PCB布局时是重要之处，需要给予最大限度的重视。

6.2 PCB布局要点

6.2.1布局要点

将输入电容器，续流二极管和IC芯片放置在PCB的同一个面上，并尽可能靠近IC芯片放置。

为改善散热条件,可以考虑加入散热过孔阵列。

电感可使来自开关节点的辐射噪声最小化，重要程度仅次于输入电容，需要放置在IC的附近处，电感布线的铜箔面积不要过大。

输出电容器尽量靠近电感器放置。

反馈路径的布线尽量远离电感器、续流二极管等噪音源。

6.2.2 输入电容器的布局

设计布局时，首先应放置最重要的部件：输入电容器和续流二极管。在设计电流较小的电源（Iout≤1A）时，需要的输入电容也比较小，有时一个陶瓷电容器可以同时作为CIN和Cbypass来使用。这是因为陶瓷电容器的电容值越小，频率特性越好。但是，由于不同陶瓷电容器的频率特性不同，使用前确认好实际使用产品的频率特性。

图4：陶瓷电容的频率特性

 

CIN:1µF 50V X5R 10µF 50V X5R

CBY:0.1µF 50V X7R 0.47µF 50V X7R

 

如图4所示，当使用大容量电容器作为CIN时，一般而言其频率特性并不好，所以通常需要与CIN并联配置一颗频率特性优异的高频去耦电容器Cbypass，Cbypass通常使用表面贴装型的叠层陶瓷电容器（MLCC），一般选择X5R或X7R型，容值为0.1μF～0.47μF的电容。

 

图5：理想的输入电容器的布局

 

如果Cbypass、IC的VIN引脚与GND引脚的距离较远，受布线寄生感抗的影响会产生电压噪声/振铃，所以尽量缩短二者之间的布线距离。降压转换器的应用中，即使将Cbypass放置在离IC最近的位置，CIN的地上也存在着数百MHz的高频。因此建议CIN的接地和输出电容器Cout的接地要距离1cm～2cm进行布局。

 

图6：CBYPASS放在与IC相同面的最近处时

 

CIN放置在距离2cm处也不会有太大的问题。

 

图7：将CIN放在IC的背面纹波电压可能会增大

 

图8：不理想的输入电容布局受过孔和电感的影响噪声会增加

 

6.2.3续流二极管的布局

二极管D1要放置在与IC同一层且最靠近IC引脚的位置，图9是Cbypass、CIN及二极管D1的理想布局。如果IC引脚到二极管的距离过长，由布线的寄生电感引起的噪音毛刺会叠加到输出上。续流二极管要使用最短且较宽的布线，直接连接到IC的开关引脚和GND引脚。如果借助过孔和底层连接，受过孔寄生电感的影响，毛刺噪声将增加，因此续流二极管的布线绝对不能借助过孔。

 

图9：理想的续流二极管布局

 

图10还展示了其他不合理的布局，续流二极管与IC的开关引脚及GND引脚距离较远，这会导致布线上的寄生电感增加从而导致噪音毛刺变大。为了改善布局不当产生的毛刺噪声，有时可能会追加RC缓冲电路作为应急处理。

 

图10：不理想的续流二极管布局

 

如图11所示缓冲电路需要放置在IC的开关引脚和GND引脚的近处。即使放置在二极管的两端，也不能吸收由于布线的寄生电感产生的毛刺噪声（图12）。

 

图11：理想的缓冲电路布局

 

图12：不理想的缓冲电路布局

 

6.2.4热焊盘

PCB的铜箔虽然有助于散热，但因为厚度不够，超过一定面积就无法得到与面积相当的散热效果。利用基板散热是通过基板的板材实现的，使用散热过孔，能够有效地将热传递到基板的另一面并大幅降低热阻。