ZHCUC63A July 2024 – August 2024 LM25137-Q1 , LM5137-Q1
4.2.2 布局指南
圖 4-10 顯示了 PCB 的頂層，第 2 層用作位于頂層正下方的電源環(huán)路接地返回路徑，以創(chuàng)建約 2mm2 的小面積開關(guān)電源環(huán)路。該環(huán)路面積以及寄生電感必須盡可能小，以盡量減少開關(guān)節(jié)點電壓過沖和振鈴（從而盡量改善整體 EMI 特性）。
圖 4-10 PCB 頂層以及布局指南如圖 4-11 中所示，高頻電源環(huán)路電流從 MOSFET Q3 和 Q4，再經(jīng)過第 2 層上的電源接地平面，然后通過 0603 陶瓷電容器 C30 至 C33 流回至 VIN。垂直環(huán)路配置中沿相反流動的電流提供了場自相抵消效果，從而減少了寄生環(huán)路電感。圖 4-12 中的側(cè)視圖展示了在多層 PCB 結(jié)構(gòu)中構(gòu)成自相抵消的薄型環(huán)路這一概念。圖 4-11 中所示的第 2 層（GND 平面層）在 MOSFET 正下方提供了一個連接到 Q4 源極端子的緊密耦合電流返回路徑。
靠近每個高側(cè) MOSFET 的漏極并聯(lián)四個具有 0603 小型外殼尺寸的 10nF 輸入電容器。小尺寸電容器的低 ESL 和高自諧振頻率 (SRF) 可以帶來出色的高頻性能。這些電容器的負(fù)端子通過多個直徑為 12mil (0.3mm) 的過孔連接到第 2 層（GND 平面），從而進一步減少寄生電感。
以下列表介紹了布局設(shè)計中的其他重要步驟。有關(guān)更多詳細(xì)信息，請參閱 LM5137-Q1 適用于功能安全應(yīng)用的汽車類 4V 至 80V、100% 占空比、雙通道同步降壓控制器系列 數(shù)據(jù)表。
- 使從功率 MOSFET 到電感器（對于每個通道）的 SW 連接具有盡可能小的銅面積，從而減少電容耦合和輻射 EMI。
- 將 IC 置于兩相之間，相對靠近功率 MOSFET 柵極端子。將柵極驅(qū)動器引線布置得短而直，并保持 HO 和 SW 引線在一起，以最大限度地減小柵極環(huán)路寄生電感。
- 對于敏感模擬元件，在 IC 附近形成一個模擬接地平面。在 IC 的裸片連接焊盤 (DAP) 上的單點連接 AGND 平面和 PGND 電源接地平面。
- 將分流器與 IC 之間的電流檢測引線作為差分對進行布線，并遠(yuǎn)離噪聲源（例如開關(guān)節(jié)點和柵極驅(qū)動器引線）。增加連接到 BIAS1/VOUT1 引腳的引線的寬度，因為該引線承載 IC 的偏置電流。
圖 4-11 功率級元件布局