如何提高汽車電源的性能

使用高頻開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器時(shí)，好的汽車電源 PCB 布線可以提供更干凈的輸出，并且簡(jiǎn)化 EMI 測(cè)試中的調(diào)試工作。本文以 MAX16903/MAX16904 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)為例，介紹如何布線以獲得最佳的性能，并降低輻射。

引言

使用高頻開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器(如 MAX16903/MAX16904)時(shí)，好的汽車電源 PCB 布線可以提供更干凈的輸出，并且簡(jiǎn)化電磁干擾(EMI)測(cè)試中的調(diào)試工作。本文以 MAX16903/MAX16904 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)為例，介紹優(yōu)化系統(tǒng)性能的布板原則。

布線通用規(guī)則

將輸入電容 C3、電感 L1 和輸出電容 C2 形成的環(huán)路面積保持在最小。

BIAS 輸出電容(C4)盡可能靠近第 13 引腳(BIAS)和第 14 引腳(GND)放置，引腳和電容之間不要出現(xiàn)過(guò)孔。這是 IC 的模擬電源輸入，陰線上的任何電感都會(huì)在 BIAS 電源引入噪聲，從而增大 LX 輸出的抖動(dòng)。

使用盡可能短的引線。

優(yōu)化 AC-DC 電流路徑

為了盡可能降低電磁輻射，MAX16903/MAX16904 外圍元件的布局非常關(guān)鍵。電流躍變的路徑稱為交流路徑，出現(xiàn)在開(kāi)關(guān) ON/OFF 操作時(shí)。開(kāi)關(guān)接通 / 斷開(kāi)(ON/OFF)之后，電流路徑的電流為直流路徑。

交流路徑

MAX16903 同步 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)電流通路需要 3 個(gè)無(wú)源元件(C2、C3、L1)，這三個(gè)元件對(duì)電磁輻射和器件性能的影響非常大。圖 1、圖 2 給出了 ON、OFF 周期的電流路徑;圖 3 說(shuō)明了出現(xiàn)最高 di/dt 的兩個(gè)電流路徑的差異。應(yīng)優(yōu)先考慮 C3 的布線，其次是 L1 和 C2 的布線。

圖 1. PMOS 導(dǎo)通狀態(tài)下的 OUT2 電流路徑

圖 2. DMOS 導(dǎo)通狀態(tài)下的 OUT2 電流路徑

圖 3. OUT2 交流路徑的差別

自舉交流路徑

MAX16903/MAX16904 DC-DC 轉(zhuǎn)換器使用了一個(gè)高邊 DMOS 管，要求在 LX 引腳(DMOS 源極)產(chǎn)生高于 5V 的電壓。為了產(chǎn)生該電壓，需要在 LX/BST 引腳之間連接一個(gè)自舉電容(圖 4)，DMOS 處于 OFF 期間，5V BIAS 穩(wěn)壓器對(duì)自舉電容 C1 充電;BIAS 輸出還為誤差放大器供電。因此，須盡可能保持干凈(低噪)的 BIAS，以免對(duì)誤差放大器造成負(fù)面影響，在 C4 和 MAX16903/MAX16904 之間保持盡可能小的電感，C4 應(yīng)盡可能靠近 14 腳(GND)和 13 腳(BIAS)放置，不要增加過(guò)孔。

圖 4. 自舉電容交流路徑