在探討DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB板布局之前，需要了解實(shí)際的印刷電路板中存在寄生電容和寄生電感。它們的影響之大超出想象，即使電路沒錯(cuò)，因布局而產(chǎn)生無法按預(yù)期工作的情況，往往是因?yàn)閷?duì)它們的考慮不足。本次就“開關(guān)節(jié)點(diǎn)的振鈴”來驗(yàn)證其主要原因。在設(shè)計(jì)實(shí)際的布線圖形時(shí)，對(duì)寄生成分等的處理無處不在。

本章中還就以下項(xiàng)目進(jìn)行說明，要理解各項(xiàng)目需要參考前后相關(guān)項(xiàng)目，因此下面列出包括計(jì)劃在內(nèi)的項(xiàng)目一覽。

實(shí)際的電路模型和開關(guān)節(jié)點(diǎn)的振鈴

下圖表示同步整流型降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器電路的寄生電容和寄生電感。即藍(lán)色的C和L。在實(shí)際的電路中，存在印刷電路板的寄生電容和寄生電感，開關(guān)ON時(shí)及OFF時(shí)產(chǎn)生如示意圖所示的高頻振鈴。

印刷布線的電感值每1mm約1nH左右。也就是說，如果布線過長(zhǎng)（多余布線），布線電感值將增高。此外，開關(guān)用MOSFET的上升（tr）及下降（ｔf）時(shí)間一般為數(shù)ns。因寄生成分而產(chǎn)生的電壓和電流可通過以下公式計(jì)算。

另外，10nH約10mm。看似很小的距離，但電流越大產(chǎn)生的電壓也越大。

此外，由公式可知，MOSFET的tr和tf越短，電流和電壓都越大。tr和tf越快速，過渡損耗越低，可提高效率，但更容易產(chǎn)生振鈴。

振鈴的頻段可按 ｆ＝1/小時(shí) 來計(jì)算。假設(shè)tr和tf為5ns，則周期可認(rèn)為是10ns，頻段為100MHz，一般的開關(guān)頻率多為500kHz～1MHz，因此產(chǎn)生其100～200倍的高頻。

接下來介紹因本電路模型的寄生成分產(chǎn)生怎樣的電流。首先是高邊MOSFET導(dǎo)通時(shí)的示意圖。寄生電容C2被充電，寄生電感L1～L5積蓄能量，當(dāng)開關(guān)節(jié)點(diǎn)的電壓等于VIN時(shí)，積蓄于L1～L5的能量與C2產(chǎn)生諧振，發(fā)生較大振鈴。

其次，高邊MOSFET關(guān)斷時(shí)，同樣寄生電容C2被充電，寄生電感L1～L5積蓄能量，當(dāng)開關(guān)節(jié)點(diǎn)的電壓幾乎接近GND水平時(shí)，積蓄于L1～L5的能量此次與C1產(chǎn)生諧振，發(fā)生較大振鈴。寄生電感中積蓄的能量和諧振頻率可按右下公式進(jìn)行計(jì)算。

電感L4由CBYPASS的特性決定。另外，L3和L5受PCB板布局的影響很大。本電路是開關(guān)晶體管外置型的電路示例，使用開關(guān)晶體管內(nèi)置型IC時(shí)，L1、L2、C2取決于其IC，為固定值，與PCB板布局無關(guān)。

綜上所述，實(shí)際的印刷電路板中存在電路圖中沒有的成分，因此，比如開關(guān)節(jié)點(diǎn)中如果布局不當(dāng)，會(huì)隨著開關(guān)而產(chǎn)生較大振鈴，可能導(dǎo)致無法正常工作或噪聲較多等問題?，F(xiàn)在應(yīng)該明白關(guān)于PCB板布局經(jīng)常提到的“布線要短”的原因了。后續(xù)將介紹具體的配置和布線方法。

關(guān)鍵要點(diǎn)：

?實(shí)際的印刷電路板中，存在電路圖中沒有的寄生電容和寄生電感。

?寄生成分可能引發(fā)振鈴等問題。

?PCB板布局要記住這些要點(diǎn)，爭(zhēng)取最佳布局。