關(guān)于DC/DC轉(zhuǎn)換器電路中接地布線的布局

本文是關(guān)于接地布線的布局相關(guān)內(nèi)容介紹。由于接地布線是眾多部件分別需要的布線，所以需要好好考慮其布局。另外，正如在之前的文章中提到的，在DC/DC轉(zhuǎn)換器電路中，與控制電路密切相關(guān)的輸出電壓的反饋等信號系統(tǒng)和切換大電流的開關(guān)（功率）系統(tǒng)要分離是非常重要的，這一點在接地布線中也是一樣的。

模擬小信號地和功率地

“接地”作為電位是等電位，但在模擬信號和數(shù)字信號混合存在的電路（近年來大多數(shù)是這種情況）中，多采用單獨設(shè)置模擬地和數(shù)字地，使數(shù)字信號引起的噪聲不傳遞給微小的模擬信號的手法。在開關(guān)電源電路（不僅限于DC/DC轉(zhuǎn)換器）中思路也是一樣的，例如，線路的電壓值直接關(guān)系到輸出精度的反饋路徑，需要注意將開關(guān)節(jié)點產(chǎn)生的噪聲影響控制在最低限度。

稱呼（叫法）有好幾種，在這里，將像反饋路徑這樣的不喜歡噪聲的線路相關(guān)的接地稱為“模擬小信號地（AGND）”，將切換開關(guān)節(jié)點等大電流的線路相關(guān)的接地稱為“功率地（PGND）”。

最重要的關(guān)鍵點是：AGND和PGND必須是分離的。雖然電位相同，最終也是要連接的，但這種做法是出于將“大電流通過開關(guān)返回的GND”和“控制信號的GND”分開來防止干擾的考量。

接下來，原則上PGND需要在頂層挨在一起布局配置（Figure 8的左圖）。但是，由于部件的配置等原因，有時會出現(xiàn)無論如何也無法挨在一起進(jìn)行設(shè)計的情況。在這種情況下，如果分隔PGND而通過過孔利用背面和內(nèi)層進(jìn)行連接（Figure 8的右圖），受過孔的電阻和電感的影響，可能會出現(xiàn)損耗增加和噪聲惡化問題，因此，請利用實機(jī)進(jìn)行充分驗證。

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AGND和PGND需要分離。

布局的基本原則是將PGND配置在頂層并且不分隔PGND。

如果使PGND分隔通過過孔在背面進(jìn)行連接的話，受過孔的電阻和電感的影響，損耗會增加，噪聲會惡化。

接地層

接地層是指占用一定面積的GND布線，首先需要了解在背面和內(nèi)層設(shè)置接地層的基本目的是旨在減少DC損耗、屏蔽及散熱，而作為GND只是輔助作用。

在多層電路板的內(nèi)層或背面設(shè)置接地層時，需要注意與高頻開關(guān)噪聲較多的輸入端和二極管PGND之間的連接。如Figure 9所示，在第3層有公共地、在第4層有信號地的情況下，它們與PGND的連接要在高頻開關(guān)噪聲較少的輸出電容器附近的PGND進(jìn)行。不可連接噪聲較多的輸入端和二極管附近的PGND。

在第2層有用來減少DC損耗的PGND層時，需要將頂層的PGND和第2層用多個過孔連接，以減小PGND的阻抗。

多層電路板在內(nèi)層或背面配置接地層時，需要注意與高頻開關(guān)噪聲較多的輸入端和二極管PGND之間的連接。

頂層PGND與內(nèi)層PGND的連接，要通過多個過孔連接，以降低阻抗，減少DC損耗。

公共地或信號地與PGND的連接要在高頻開關(guān)噪聲較少的輸出電容器附近的PGND進(jìn)行，不可在噪聲較多的輸入端或二極管附近的PGN連接。

順便提一下，大家都知道，很多DC/DC轉(zhuǎn)換器IC具備AGND（SGND）和PGND兩個GND引腳。這是因為在IC內(nèi)部信號系統(tǒng)和開關(guān)（功率）系統(tǒng)也是分離的（因著完全相同的原因）。另外同樣，由于需要相同的電位，所以最終需要連接。重要的是，IC的AGND和PGND要以1點進(jìn)行連接。最佳連接點請參考技術(shù)規(guī)格書的布局信息等。

關(guān)鍵要點：

?AGND和PGND需要分離，原則上PGND不要分隔且配置在頂層。

?如果使PGND分隔而通過過孔在背面連接，則受過孔電阻和電感的影響，損耗和噪聲將會增加。

?公共地、信號地和PGND的連接，要在開關(guān)噪聲較少的輸出電容器附近的PGND進(jìn)行。