用于车载供电的四通道电源管理IC PCB布局指南 稳压器, 电源, 通道, 高频, 开关

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[导读] 应用笔记解释如何设计用于车载供电的四通道电源管理IC(PMIC) MAX20021/MAX20022，在降低辐射的同时获取最佳性能。文中给出了电源管理电路的四层板设计布局。
关键词：MAX20022MAX20021PCB

　　引言
　　合理的PCB布局至关重要，尤其是在高频开关型稳压器（例如，MAX20021/MAX20022）的设计中。经过优化的PCB布局可以提供干净的输出，并简化电磁干扰（EMI）测试中的调试工作。本文介绍了一些优化电路布局的关键区域，确保提供最佳性能。
　　总体布局设计指南
　　使输入电容（C5-C8）、电感（L1-L4）和输出电容（C1-C4）形成的环路面积保持最小。
　　VA输出电容（C9）尽可能靠近引脚26 （VA和引脚24（GND）放置，电容与引脚之间不要有过孔。该引脚为IC的模拟供电输入，引线上产生的任何电感都将增加模拟噪声，从而增大LX［1:4］的输出抖动。
　　优先使用尽可能短的走线。
　　优化AC-DC电流通路
　　为降低电磁辐射，MAX20021/MAX20022外围的无源元件布局非常关键。存在电流阶跃变化的路径称为交流路径，出现在开关通/断操作的时刻。开关接通/断开（ON/OFF）之后，电流流过的路径为直流路径。
　　交流路径
　　MAX20021同步整流DC-DC转换器每路输出的开关电流路径上具有三个无源器件（C1、C5、L1）。这三个元件对电磁辐射和器件性能的影响非常大。图1、图2所示为OUT1在ON/OFF期间的开关电流路径；图3为两个电流路径的差异，具有最大di/dt。应优先考虑C5的布线，其次是L1和C1布线。

　　

　　图1. PMOS导通时OUT1的电流路径。

　　

　　图2. DMOS导通时OUT1的电流路径。

　　

　　图3. OUT1交流路径差异。

　　扩频
　　如果改善布线无法通过用户的辐射标准测试，可以定制具有时钟扩频的MAX20021/MAX20022产品，扩频器件与标准版本器件相比，能够使FM频带的噪声降低12dB。有关定制扩频器件的流程，请参考器件数据表的相关说明。

　　举例：四层PCB设计布局
　　图4至图7是根据上述布线指南制作的四层板示意图。

　　

　　图4. 四层板布线–顶层

　　

　　图5. 四层板布线–PGND层

　　

　　图6. 四层板布线–VSUP层

　　

　　图7. 四层板布线-底层

　　结论
　　针对开关稳压器MAX20021/MAX20022 （图8）的外围元件进行合理布局，有助于从源头降低噪声和电磁辐射，节约项目评估阶段的宝贵时间，缩短产品研发周期。

　　表一。 元器件列表

　　

　　图8. PCB布板原理图