也许最好的方法是创建两个单独的地层—一个用于功率电路,另一个用于调节器的低噪声模拟电路。参考图4a,功率地包括输入和输出电容的地端以及MOSFET的源极,这些连线必须采用短而宽的引线,确保功率电路的地线最宽、最短,可以降低感抗、提高效率。
模拟地部分为控制器的模拟地引脚、电阻分压器的地端和控制器任何特定引脚的旁路电容(输入旁路电容CIN除外)的地端。该模拟地不必是一个平面,可以使用较宽的长引线,因为其电流非常微弱并且相对稳定,引线电阻和电感不再是重要因素。
按照图4a所示连接控制器的AGND引脚和PGND引脚,在这些引脚之间连接两个地可以确保模拟地内没有开关电流,AGND、PGND之间的连线可以相对较窄,几乎没有电流流过该路径。尽管理想情况下AGND可以直接连接到COUT的地端,多数控制器仍然要求两个地引脚(AGND和PGND)直接连接(这是因为COUT的地和PGND之间总会存在一定的阻抗,若AGND和 COUT的地直接相连,负载电流在该阻抗上产生的压降会达到足以让AGND和PGND之间的二极管导通电压,造成严重后果)。在PGND和COUT之间使用短而宽的引线,可以使反馈电阻和控制器内部基准共用相同的地电位,与调节器的输出端的参考地相同。这一点非常重要,因为输出电压是由这些元件设置控制的。
图4使用不同的模拟和功率地隔离较大的功率地电流与低噪声模拟地电流,从而保护低噪电流路径。
图4. 采用隔离的模拟和功率地隔离较大的功率地电流与低噪声模拟地电流,从而保护低噪电流回路。
有时控制器的某些旁路电容既不能连接至模拟地也不能连接至功率地,其中一个例子是使用R/C滤波器旁路升压开关调节器的V+引脚(如上所述)。这种情况下,该电容接地引脚对于模拟地来说太嘈杂;同时,对于该电容来说功率地的噪声也太大。必须将这样的电容地直接返回至AGND和PGND引脚之间的连线(若控制器仅提供一个接地引脚,直接连接至该引脚)。
最后,电路板的层数在PCB布局中也是一个关键因素。在多层板上,可以使用一个中间层作为屏蔽。屏蔽层允许在电路板的底层放置元件,从而降低干扰的机会。配合使用屏蔽层时,将功率元件的地穿越屏蔽层连接并非一个好的方法。相反,应该将它们连接在一个隔离的、受限制区域,可以清晰地分辨出这些电流的流向以及它们的影响。
确保功率元件的地位于顶层,这种连接与电路板的层数无关;这样处理可以将其电流限制在已知的路径内,不会干扰其它地回路。若无法实现这一点,可以通过使用其它电路板层的隔离覆铜区域和过孔进行连接。对于每个接地点,应使用多个过孔并联以降低电阻和电感。
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