本應(yīng)用筆記解釋了如何布局MAX20021/MAX20022汽車(chē)四通道電源管理IC（PMIC），以最大限度地提高性能并降低輻射。提供了四層布局的示例圖像。

介紹

良好的PCB布局至關(guān)重要，尤其是在使用MAX20021或MAX20022等高頻開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器時(shí)。優(yōu)化的布局可提供干凈的輸出電源，并節(jié)省調(diào)試電磁干擾 （EMI） 室中輻射問(wèn)題的時(shí)間。本應(yīng)用筆記概述了電路中優(yōu)化布局可帶來(lái)最大優(yōu)勢(shì)的一些關(guān)鍵領(lǐng)域。

一般布局指南

最小化每個(gè)輸出的輸入電容 （C5–C8）、電感 （L1–L4） 和輸出電容 （C1–C4） 的走線(xiàn)環(huán)路面積。

將 VA 輸出電容 （C9） 盡可能靠近引腳 26 （VA） 和引腳 24 （GND） 放置，引腳和電容器之間不要有任何過(guò)孔。這是IC的模擬電源;此連接上的任何電感都會(huì)增加模擬電源上的噪聲，進(jìn)而增加 LX［1：4］ 輸出上的抖動(dòng)。

較短的跡線(xiàn)比較寬的跡線(xiàn)更好。

優(yōu)化交流-直流電流路徑

為了最大限度地降低輻射，MAX20021/MAX20022無(wú)源元件的布局至關(guān)重要。存在電流階躍變化的路徑被視為交流電流路徑。通過(guò)消除電流在開(kāi)關(guān)周期的ON和OFF部分流動(dòng)的路徑，可以看到這些交流電流路徑。在ON和OFF周期內(nèi)有電流流過(guò)的路徑被視為直流電流路徑。

交流電流路徑

MAX20021同步DC-DC轉(zhuǎn)換器具有三個(gè)無(wú)源元件（C1、C5、L1），直接用于開(kāi)關(guān)電流路徑中的每個(gè)輸出。這三個(gè)組件對(duì)排放和設(shè)備性能的影響最大。圖1和圖2顯示了OUT1的ON和OFF周期期間的開(kāi)關(guān)電流路徑;圖3顯示了di/dt最高的兩條電流路徑之間的差異。優(yōu)化組件 C5 的布局是最高優(yōu)先級(jí)，其次是針對(duì) L1 和 C1 進(jìn)行優(yōu)化。

圖1.PMOS 開(kāi)啟時(shí)的 OUT1 電流。

圖2.打開(kāi)DMOS時(shí)的OUT1電流。

圖3.OUT1 交流電流顯示差異。

擴(kuò)頻

當(dāng)良好的布局不足以通過(guò)客戶(hù)要求的輻射測(cè)試時(shí)，可以訂購(gòu)啟用擴(kuò)頻時(shí)鐘的MAX20021/MAX20022。與標(biāo)準(zhǔn)版本相比，支持?jǐn)U頻的器件可將FM頻段噪聲降低多達(dá)12dB。

示例：四層 PCB 布局

圖 4 到 7 顯示了使用上述準(zhǔn)則的四層布局示例。

圖4.四層 PCB 布局示例 — 頂層。

圖5.四層 PCB 布局示例 — PGND 層。

圖6.四層 PCB 布局示例 — VSUP 層。

圖7.四層 PCB 布局示例 — 底層。

結(jié)論

正確布局MAX20021/MAX20022開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的關(guān)鍵無(wú)源元件（圖8）有助于將源頭的噪聲和輻射降至最低。這在項(xiàng)目的認(rèn)證階段節(jié)省了寶貴的時(shí)間和精力。

圖8.用于PCB布局的原理圖。

審核編輯：郭婷