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关于Buck PCB Layout中的GND处理

本人最近在给一款5V5A Buck电路Layout时发现由于GND走线不当导致当负载增加到3A时环路出现不稳定,Layout整改后问题已解决,但是不明白其中的根本原因,想听听大家的意见,下面是当时整改的情况。

上图是整改之前的布局,TOP层除了VIN和VOUT剩下的全部铺了GND铜箔。R1的位置是预留的跳线,和电感串联方便到时测电感电流。C5,C6,C7是输入电容,C1,C2,C3是输出电容。

上图是IC周围的细节。第二排中间2个和第三排4个球是PGND。

负载3A时测到的SW波形如下:

貌似触发了最小TON时间,此时TON为30ns,开关频率12MHz,正常情况下TON为140ns,开关频率2.4MHz。

上图是整改的地方,红线部分把GND铜箔隔断之后就恢复了正常。

下图是正常的SW波形

下图是优化后的Layout布局

经过测试,优化后SW波形正常。

虽然整改好了,但是有点糊里糊涂的,不太明白其中原理,在此想请教一下大家,希望大家帮忙答疑,谢谢!

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2022-05-18 11:12

电源一般做一点接地,而不是环形多点接地。

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logic_du
LV.1
3
2022-05-18 11:42
@ymyangyong
电源一般做一点接地,而不是环形多点接地。

您说的多点接地是指我芯片的GND同时接到了输入和输出电容的GND吗?

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2022-05-18 15:59
@logic_du
您说的多点接地是指我芯片的GND同时接到了输入和输出电容的GND吗?

是的,接地点太分散

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logic_du
LV.1
5
2022-05-18 17:30
@ymyangyong
是的,接地点太分散

感谢指导,不过接地分散导致的原因是什么呢? 是芯片内部的参考地不稳定吗?

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2022-05-19 11:12
@logic_du
感谢指导,不过接地分散导致的原因是什么呢?是芯片内部的参考地不稳定吗?

看下https://www.dianyuan.com/article/345.html

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logic_du
LV.1
7
2022-05-19 11:40
@ymyangyong
看下https://www.dianyuan.com/article/345.html

谢谢

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2022-05-19 18:55

应该是被SW干扰

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logic_du
LV.1
9
2022-05-19 19:32
@dy-uSq6TN2v
应该是被SW干扰

嗯嗯,有试过这个可能。其中一块板子割板验证过,SW周围GND铜箔全部去掉,但是芯片GND到输出电容GND的铜箔不割断,仍然没有改善。

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dy-3sZCpclh
LV.1
10
2022-05-26 11:12
@logic_du
嗯嗯,有试过这个可能。其中一块板子割板验证过,SW周围GND铜箔全部去掉,但是芯片GND到输出电容GND的铜箔不割断,仍然没有改善。

把J6边上GND窄边割开应该也能解决问题,楼主可以试一下

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2022-05-26 11:28

输出电容地和输入电容地单独走线

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2022-06-11 15:56

关键的FB路径没有,没法看,你这个什么型号,还有一个R

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#回复内容已被删除#
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dy-SAz92UNB
LV.1
14
2022-08-04 12:50
@ymyangyong
是的,接地点太分散

我觉得你说的没有根据,去看各大厂商的推荐布板或者EVM,没有说什么输入电容,输出电容,和芯片功率地要分开的。我认为这个板子存在的一个明显问题是,Top Layer的电感下面走了地线,电感下面是公认不能走地的,虽然这不一定是导致环路不稳的问题,但绝对是可以优化的。

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dy-SAz92UNB
LV.1
15
2022-08-04 12:53

楼主的反馈回路的路径没有标出来,这个也是影响稳定性的一个因素。

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2022-08-04 21:36

没看明白,上一个电路图

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logic_du
LV.1
17
2022-11-24 18:30
@dy-SAz92UNB
我觉得你说的没有根据,去看各大厂商的推荐布板或者EVM,没有说什么输入电容,输出电容,和芯片功率地要分开的。我认为这个板子存在的一个明显问题是,TopLayer的电感下面走了地线,电感下面是公认不能走地的,虽然这不一定是导致环路不稳的问题,但绝对是可以优化的。

你好,电感下面确实不能走GND。但是我割了6块板子做实验,其中一块就是把电感下面GND铜箔去掉了,但是没有任何改善。

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