2.2 优化引脚排列和引脚布局以减轻电源设计中的 EMI

[嗖嗖声]

[唰唰声]

大家好，欢迎观看 TI 的低 EMI 系列培训。

我是 Sam Jaffe，在本视频中，

我们将讨论封装的引脚分配和

引脚排列特性。

我们展示了 上一个视频的幻灯片、

但简而言之，EMI 优化型布局

可以尽可能减小或屏蔽具有

快速变化电压的节点，进而减少电容耦合和

共模噪声。

EMI 优化型布局还可尽可能减小

具有快速变化电流的环路，

通过更大限度减少寄生电感和具有

快速变化电流的环路，将电路中的能量和寄生谐振

降至最低。

右侧红色元件显示了降压转换器

最为关键的寄生注意事项

示例。

通过精心放置引脚，我们可以减小环路

面积，以及敏感节点的节点大小和屏蔽。

例如，将 VIN 和接地引脚彼此相邻

放置可以更大限度减小

从连接位置到输入电容器的环路。

我们来看一下类似这样的效果。

这一个示例显示了输入电容器

靠近 VIN 和接地引脚放置的

降压转换器的开关振铃 VOUT 噪声和

高频 EMI 测量结果。

我们看一下如果将该电容器移走，

增加环路面积和电感，结果会发生什么。

电感增加会增加开关振铃的能量，

结果导致开关振铃更大、VOUT 噪声更多并且

EMI 性能更差。

将 VIN 和接地引脚相隔较远放置具有相同的效果。

将 VIN 和接地引脚彼此相邻

放置可以尽可能

减小环路，从而改进高频 EMI

性能。

这些指导原则说明了如何实现元件的最优

放置。

我们在设计器件时会包括引脚的放置，

以促进实现这一最优布局。

下面我们再看一看这两项

指导原则，然后核对一下LM61495-Q1 的引脚分配。

高频输入电容器的 CIN_HF

通过很小的环路直接连接到 VIN 和 PGND 引脚，从而满足

指导原则 2 的要求。

CIN 还与一个小环路连接。

开关直接连接到电感器，

而 COUT 电流可以回到 PGND 引脚。

CBOOT 和开关均布置在顶层，

允许通过内层接地层进行屏蔽，从而

满足指导原则 1 的要求。

VCC 电容器还直接连接到 VCC 和 AGND 引脚，

为确保抗噪性能，底部反馈电阻器

有一个连接到FB 和 AGND 的小环路。

这就是实际电路板的样子。

最后，您可能注意到了VIN 和 PGND 引脚的对称

引脚分配。

这会创建相同和相反的电流环路，

进而产生自包含磁场，

相反，单电流环路会形成

面积更大的磁场，最终导致更多

耦合。

请看这个示例，它展示了当使用

对称引脚分配而不是将所有电容放置在一侧时

会发生什么。

最优引脚放置和对称引脚分配

使我们的器件能够实现出众的 EMI 性能。

总之，我们讨论了各种封装特性、

引脚分配优化、引脚放置，以及

对称引脚分配。

请查看我们低 EMI 培训系列的其他

主题，如集成电容器。

谢谢观看。

[嗖嗖声]

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大家好，欢迎观看 TI 的低 EMI 系列培训。

我是 Sam Jaffe，在本视频中，

我们将讨论封装的引脚分配和

引脚排列特性。

我们展示了 上一个视频的幻灯片、

但简而言之，EMI 优化型布局

可以尽可能减小或屏蔽具有

快速变化电压的节点，进而减少电容耦合和

共模噪声。

EMI 优化型布局还可尽可能减小

具有快速变化电流的环路，

通过更大限度减少寄生电感和具有

快速变化电流的环路，将电路中的能量和寄生谐振

降至最低。

右侧红色元件显示了降压转换器

最为关键的寄生注意事项

示例。

通过精心放置引脚，我们可以减小环路

面积，以及敏感节点的节点大小和屏蔽。

例如，将 VIN 和接地引脚彼此相邻

放置可以更大限度减小

从连接位置到输入电容器的环路。

我们来看一下类似这样的效果。

这一个示例显示了输入电容器

靠近 VIN 和接地引脚放置的

降压转换器的开关振铃 VOUT 噪声和

高频 EMI 测量结果。

我们看一下如果将该电容器移走，

增加环路面积和电感，结果会发生什么。

电感增加会增加开关振铃的能量，

结果导致开关振铃更大、VOUT 噪声更多并且

EMI 性能更差。

将 VIN 和接地引脚相隔较远放置具有相同的效果。

将 VIN 和接地引脚彼此相邻

放置可以尽可能

减小环路，从而改进高频 EMI

性能。

这些指导原则说明了如何实现元件的最优

放置。

我们在设计器件时会包括引脚的放置，

以促进实现这一最优布局。

下面我们再看一看这两项

指导原则，然后核对一下LM61495-Q1 的引脚分配。

高频输入电容器的 CIN_HF

通过很小的环路直接连接到 VIN 和 PGND 引脚，从而满足

指导原则 2 的要求。

CIN 还与一个小环路连接。

开关直接连接到电感器，

而 COUT 电流可以回到 PGND 引脚。

CBOOT 和开关均布置在顶层，

允许通过内层接地层进行屏蔽，从而

满足指导原则 1 的要求。

VCC 电容器还直接连接到 VCC 和 AGND 引脚，

为确保抗噪性能，底部反馈电阻器

有一个连接到FB 和 AGND 的小环路。

这就是实际电路板的样子。

最后，您可能注意到了VIN 和 PGND 引脚的对称

引脚分配。

这会创建相同和相反的电流环路，

进而产生自包含磁场，

相反，单电流环路会形成

面积更大的磁场，最终导致更多

耦合。

请看这个示例，它展示了当使用

对称引脚分配而不是将所有电容放置在一侧时

会发生什么。

最优引脚放置和对称引脚分配

使我们的器件能够实现出众的 EMI 性能。

总之，我们讨论了各种封装特性、

引脚分配优化、引脚放置，以及

对称引脚分配。

请查看我们低 EMI 培训系列的其他

主题，如集成电容器。

谢谢观看。