033、电源模块布局技巧
033 电源模块布局技巧:从一次烧板事故说起
去年做一款工业控制板,电源部分用的是TI的TPS54360,按照数据手册的典型电路画了原理图,Layout时觉得空间紧张,就把输入电容放在了板子背面,通过过孔连接。结果样机测试时,满载运行不到十分钟,芯片直接冒烟。拆下来一量,SW引脚对地短路。换上新芯片,这次把输入电容挪到芯片同一面、紧贴引脚,同样的负载跑了两个小时,温度才65度。
那次之后我明白了一个道理:电源布局不是“能连通就行”,而是“电流回路最短、环路面积最小”的硬功夫。今天就把这些年踩过的电源布局坑,一个一个说清楚。
输入电容的位置,决定生死
很多新手觉得电容放哪儿都一样,反正电气上连着。大错特错。高频开关电流的路径上,每多一毫米的走线,就多一份寄生电感。这个寄生电感和输入电容的ESR、ESL串联,会在MOS管开关瞬间产生电压尖峰。尖峰超过芯片耐压值,就是烧管。
输入电容必须紧贴芯片的VIN和GND引脚,这是铁律。如果芯片是QFN封装,电容就放在芯片同一面、距离引脚不超过2mm。如果是SOT-23这种小封装,电容放在引脚正前方,走线宽度至少和电容焊盘一样宽。别为了省空间把电容放背面,过孔的寄生电感会让你的尖峰电压翻倍。
我习惯在输入引脚放两个电容:一个10μF左右的陶瓷电容(处理高频纹波),一个100μF左右的电解或钽电容(提供大电流储能)。小电容必须比大电容更靠近芯片,因为它的高频特性更好。两个电容的GND端要直接打过孔到地平面,别串在一起走线。
自举电容的走线,别绕远路
自举电容(BOOT
