芯耀
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經(jīng)過(guò)前面“從0到1設(shè)計(jì)BUCK(1)”到“從0到1設(shè)計(jì)BUCK(14)”文章，可以學(xué)習(xí)到從“設(shè)計(jì)需求”→“芯片選型”→“元器件選型”→“功能配置”→“環(huán)路補(bǔ)償”等內(nèi)容，基本涵蓋了BUCK電路參數(shù)設(shè)計(jì)的方法。
此文，講解BUCK電路設(shè)計(jì)后續(xù)的原理圖設(shè)計(jì)和PCB布局布線方法。
01 / 原理圖設(shè)計(jì) /
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)工具，是電力電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必備工具之一。電子產(chǎn)品常用的三個(gè)線路和布局布線軟件是?Altium Designer 、?Cadence OrCAD/Allegro 和?Mentor PADS ，初學(xué)者選擇其一即可（其他問(wèn)題，自行搜索）。
1.1 Altium Designer
特性：集成原理圖設(shè)計(jì)、PCB布局、信號(hào)完整性分析及3D建模；支持實(shí)時(shí)協(xié)作與版本管理；中文界面友好，庫(kù)資源豐富。
適用場(chǎng)景：消費(fèi)電子、通信設(shè)備等中大型項(xiàng)目，尤其適合企業(yè)級(jí)全流程設(shè)計(jì)。
學(xué)習(xí)曲線：中等，適合有基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)師。
1.2 Cadence OrCAD/Allegro
特性：OrCAD專注原理圖與仿真（PSpice引擎），Allegro擅長(zhǎng)高密度PCB設(shè)計(jì)；支持高速信號(hào)分析與EMI驗(yàn)證。
適用場(chǎng)景：高頻數(shù)字電路、航空航天等復(fù)雜系統(tǒng)。
學(xué)習(xí)曲線：陡峭，需專業(yè)培訓(xùn)。
1.3 Mentor PADS
特性：模塊化設(shè)計(jì)（Logic原理圖 + Layout布線）；自動(dòng)化DRC檢查；性價(jià)比高。
適用場(chǎng)景：中小型企業(yè)PCB設(shè)計(jì)，消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品。
1.4?開(kāi)源/免費(fèi)工具（適合初學(xué)者與輕量需求）
KiCad
特性：全開(kāi)源，支持原理圖→PCB→Gerber輸出；內(nèi)置3D視圖與信號(hào)完整性分析。
適用場(chǎng)景：開(kāi)源硬件、個(gè)人項(xiàng)目及中小型設(shè)計(jì)。
EasyEDA（立創(chuàng)EDA）
特性：云端操作，無(wú)需安裝；集成華強(qiáng)北元件庫(kù)；支持直接下單PCB生產(chǎn)。
適用場(chǎng)景：快速原型設(shè)計(jì)，適合初學(xué)者與合作團(tuán)隊(duì)。
1.5?TPS54561DPRT電源線路
參考TPS54561DPRT規(guī)格書(shū)，下圖就是使用Altium Designer設(shè)計(jì)完成的BUCK降壓型開(kāi)關(guān)電源電路的原理圖。
02 /?PCB布局布線?/
布局是良好電源設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。存在多條傳導(dǎo)快速變化的電流或電壓的信號(hào)路徑，這些路徑會(huì)與雜散電感或寄生電容相互作用，從而產(chǎn)生噪聲或降低性能。
為了減小寄生效應(yīng)，VIN 引腳應(yīng)使用具有 X5R 或 X7R 電介質(zhì)的低等效串聯(lián)電阻（ESR）陶瓷旁路電容旁路到地。應(yīng)注意盡量減小由旁路電容連接、VIN 引腳和續(xù)流二極管陽(yáng)極形成的回路面積。
參考下圖，GND 引腳應(yīng)直接連接到集成電路（IC）下方的熱焊盤(pán)。
熱焊盤(pán)應(yīng)使用多個(gè)過(guò)孔直接連接到內(nèi)部 PCB 接地層，且過(guò)孔位于 IC 正下方。SW 引腳應(yīng)布線到續(xù)流二極管的陰極和輸出電感。
由于 SW 連接是開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)，續(xù)流二極管和輸出電感應(yīng)靠近 SW 引腳放置，并且 PCB 導(dǎo)線的面積應(yīng)最小化，以防止過(guò)度的容性耦合。在滿額定負(fù)載下工作時(shí)，頂層接地區(qū)域必須提供足夠的散熱面積。
RT/CLK 引腳對(duì)噪聲敏感，因此 RT 電阻應(yīng)盡可能靠近 IC 放置，并且布線長(zhǎng)度應(yīng)最短，以降低噪聲。
下圖所示，這里分享“?SCH & PCB Checklist 電源先生 2023.07.08.xlsx?”文件，“電源先生”公眾號(hào)后臺(tái)回復(fù)「?原理圖檢查清單?」獲取下載鏈接。
