TPS62933: 如何實現單層 PCB 布局并改進 EMI？
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單層印刷電路板 (PCB) 廣泛應用于大型電器、家用空調、家用音響、揚聲器以及其他小型家用電器。與多層電路板相比，單層 PCB 易于構建，而且具有成本效益，生產周期短。易于使用和 BOM 成本效益在家用電器和智能應用中非常重要，所以工程師希望在這些應用中實現單層印刷電路板 (PCB) 布局。
本文引用地址：http://www.104case.com/article/202405/459042.htm大多數工程師遵循 PCB 布局的黃金法則：將輸入電容器盡可能靠近 IC 放置，并使輸入電容器、VIN 引腳和 GND 引腳形成的電流環路盡可能小，以降低噪聲和 EMI。
圖 1 關鍵電流環路
在采用傳統引腳排列的器件中，SW/PH 引腳通常位于 VIN 和 GND 引腳之間。因此，為了縮短 CIN 和 IC 之間的距離，需要改變 PH/SW 引腳布線，以免妨礙 CIN 和 IC 的連接。為此，我們可以將 PH/SW 布線移至底層，或使用多個 0 歐姆電阻器連接布線。但是，雙層 PCB 成本遠高于單層 PCB，而且添加 0 歐姆電阻器將增加 BOM 成本。
優化型引腳排列允許工程師將輸入電容器放置在足夠靠近 IC 的位置，而且無需將 PH/SW 移至底層或使用 0 歐姆電阻器。圖 2 分別提供了傳統引腳排列和優化型引腳排列中的“SW”位置。
圖 2 傳統引腳排列與優化型引腳排列
下面以 TPS62933 3.8V 至 30V、3A 同步降壓轉換器（采用優化型引腳排列）為例，說明如何實現單層 PCB。圖 3 比較了 TPS62933、TPS54335A 和 TPS54302 的 EVM 參考設計。顯而易見，TPS62933 可以輕松實現單層布局，同時 TPS62933 的 EVM 參考設計具有最小的 PCB 解決方案尺寸，并且無需任何過孔或底層布線。此外，TPS62933 具有出色的 EMI 性能和穩健性，其優化型引腳排列可減小關鍵電流環路面積，從而降低自身噪聲并提高 EMI 性能。
圖 3：TPS62933、TPS54335A 和 TPS54302 的關鍵電流環路比較
圖 4、5 和 6 分別展示了 TPS62933 的 EVM 原理圖、參考 PCB 布局和 BOM（含解決方案尺寸），并說明了如何實現單層 PCB 布局。更多有關布局指南的詳細信息，請參閱數據表。
圖 4 TPS62933 的 EVM 原理圖
圖 5 TPS62933 的參考 PCB 布局
元件 | 器件型號 | 尺寸 (mm^2) |
IC | TPS62933，SOT583 | 1.6mm * 2.1mm |
電感器 | 74439346068，Würth Elektronik | 6.65mm * 6.45mm |
輸入電容器 | CGA5L1X7R1H106K160AC，TDK，1206 封裝 | 3.2mm * 1.6mm，2x |
輸出電容器 | C3216X5R1V226M160AC，TDK，1206 封裝 | 3.2mm * 1.6mm，2x |
其他元件 | 0603 封裝 | 1.6mm * 0.8mm，10x |
總尺寸 (mm^2) | 包括元件和布線間距 | 22mm * 20.3mm = 446.6mm^2 |
FOM (mA/mm^2) | TPS62933 最大負載為 3A | 6.717mA/mm^2 |
圖 6 解決方案尺寸匯總
總之，優化型引腳排列降壓轉換器可幫助您輕松實現單層 PCB 布局并改進 EMI。
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