引言
在實現正確的性能與可靠性的過程中，印刷電路板(PCB)佈局是一項至關重要然而卻未得到充分認識的步驟，對於開關模式電源（SMPS）而言尤其重要。本文從介紹五個簡單的步驟，讓DC-DC BUCK型轉換器的PCB佈局具備穩健性，為原型設計做好準備。下面以下圖的一款比較常用DC-DC BUCK芯片的典型應用電路為例進行說明。
TPS62130A 用於實現12V到3V的降壓電路
步驟1：輸入電容的佈局和佈線
對於任何降壓型轉換器來說，輸入電容器都是其實現可靠操作的最重要組件。因此，在佈局過程中其應為IC之後首先安放的組件。在安放了電容器之後立即將之佈線至IC，這樣在其走線排布的路徑中就不會被置入其他的組件。輸入電容器端子（電源端子和接地端子）之間以及IC的PVIN和PGND端子之間的額外寄生電感將由於開關動作而產生過大的電壓尖峰（V=L*dI/dt）,，這會導致IC故障。為此，在佈局時需要輸入電容器應儘可能靠近IC，採用寬闊和簡短的平面連接方式可最大限度的減少印製線的電感，下圖給出了兩種正確的佈局和佈線方式。
輸入電容的正確佈局方式
步驟2：電感和開關SW節點減振器的佈局和佈線
在降壓開關電路的相關器件佈局中，續流電感和開關SW節點減振器的佈局和佈線的重要性是排在第二位的。偶爾需要通過採用減振器電路以減緩SW節點的上升和下降時間來降低開關模式電源（SPMS）的電磁干擾（EMI）。但是減緩上述的上升和下降時間會增加開關損耗，從而導致轉換效率下降。由於SW節點的電壓以非常快的上升和下降時間從輸入電壓擺動至地電位，因此它是SMPS中EMI的主要產生者。為了有效地降低EMI，可在PCB佈局中增設一個電阻/電容（RC）減振器。這是SW和PGND（GND）引腳之間佈線最短的地方，從而最大限度降低寄生電感。把電感安放在儘可能靠近IC之處，並保持儘可能小的SW節點銅面積，下圖左邊為沒有SW節點減振器的電感佈局，右邊為帶有SW節點減振器的電感和減振器佈局。
可最大限度降低EMI的電感和RC減振器的佈局
步驟3：輸出電容和VOS引腳的佈局及佈線
輸出電容器的排布是完成功率組件（內部 MOSFET、輸入電容器、輸出電容器、電感器和任選的減振器）佈線工作的最後一步。其為系統中連接至電源接地端的最終組件，而且它所選擇的安放位置旨在儘可能地縮短從電感器背部至電源接地的距離。輸出電容器佈設不當通常會引起不良的輸出電壓調節。每種功率組件的安置和佈線以儘量縮短它們之間的距離為宗旨。使這些環路面積保持很小可實現 SMPS 的最佳運作。最後，此類組件的佈線不應採用過孔，因為過孔將使印製線的電感顯著增加。
最至關重要的小信號連接是 VOS 輸入引腳。VOS 引腳連接不當或存在噪聲將引發不良的輸出電壓調節、開關抖動、在某些場合中甚至是 IC 故障。現在實施 VOS 引腳佈線以確保其具有高於其他信號佈線的優先級。使 VOS引腳走線簡短並直達輸出電容器。以TPS62130A 為例，由於 TPS62130A 引出腳配置的原因，採用兩個過孔和一條專用印製線將 VOS引腳佈線至輸出電容器。這為電路中的功率組件賦予了優先級。為了減少噪聲撿拾，需將兩個過孔與所有其他接線（VOS 引腳和頂層上的輸出電壓平面除外）隔離開來。不要直接在頂層上進行 TPS62130A 的 VOS 引腳佈線，因為這將中斷更為重要的 PGND 連接。下圖給出了針對 C2 和 C12 輸出電容器的正確安置和佈線，以及底層上的一種良好的 VOS 引腳佈線。
實現良好調節的輸出電容和VOS引腳的佈局及佈線
步驟4：小信號組件的佈局及佈線
小信號組件包括所有與電源轉換沒有直接關係的模擬和數字組件。諸如 FB 引腳分壓器、軟起動電容器及任何小信號去耦電容器（比如：0.1 μF）等即為此類組件。噪聲較高的功率組件及其節點產生噪聲，而模擬小信號組件則容易受到噪聲的不良影響。應採用簡短和直接的佈線把所有這些組件佈設在靠近 IC 的地方，以使其對噪聲的敏感性保持在很低的水平。特別重要的是，必需儘可能地使 FB 節點保持小巧，以最大限度地減少噪聲撿拾並提供優良的輸出電壓調節性能
。採用一個公共的模擬接地或者安靜的接地 (quiet ground)。應把所有的組件安裝在 PCB 的單面之上以實現簡易的佈線。由於小信號組件的安放和佈線不當所引發的常見問題包括輸出電壓調節性能欠佳、軟起動操作出錯和器件操作問題。所需的任何上拉或下拉電阻器一般可沿著信號路徑隨意佈設，不必安放在靠近 SMPS 的地方。
小信號的正確佈局和佈線
步驟5：單點接地並連接至系統的其餘部分
需要為有噪聲的功率組件設立一個接地點，而為安靜的小信號組件保留一個單獨的接地點。接著，在單個點上把這兩個接地接合起來，這個點通常是位於 IC 下方的裸露散熱焊盤。一般情況下，建議不要把過孔安置在位於安靜接地組件上的系統接地平面中，因為這會將噪聲從接地平面耦合到這些網絡中。最好是把這些接地通過佈線直接回接至 AGND 引腳，在該引腳上它們建立一個至裸露散熱焊盤的單點連接。
佈局和佈線完成後的示意圖
結論
當設計開關模式電源 (SMPS) 的 PCB 佈局時，應始終參閱器件的數據表和 EVM 以瞭解示例和具體的建議。但是，對於那些無法完全遵循這些示例和建議的場合，或者少數未提供示例和建議的情形，遵照 5 個簡單的步驟可實現良好的降壓型轉換器佈局：
1、實施輸入電容器的安置和佈線。
2、實施電感器和 SW 節點減振器的安置和佈線。
3、實施輸出電容器和 VOS 引腳的安置和佈線。
4、進行小信號組件的安置和佈線。
5、製作一個單點接地並連接至系統的其餘部分
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