深入解析DC/DC转换器关键技术：从拓扑结构到布局实践

DC/DC转换器的核心技术要素

DC/DC转换器广泛应用于便携设备、工业控制、通信模块等领域，其性能由拓扑结构、控制方式及物理布局共同决定。本文将从技术原理出发，结合实际布局案例，全面解析关键设计要点。

1. 常见拓扑结构对比分析

• Buck（降压）：适用于输入电压高于输出电压，效率高，适合多数嵌入式系统。
• Boost（升压）：用于输出电压高于输入，常见于电池供电设备。
• Buck-Boost：支持升降压功能，灵活性强，但布局复杂度较高。
• SEPIC & Flyback：具备电气隔离能力，常用于医疗或安全要求高的场景。

2. 选择合适的控制模式

根据负载变化需求，可选用：

• 电压模式控制：响应快，但对元件参数敏感。
• 电流模式控制：具有更好的瞬态响应和环路稳定性，推荐用于高动态负载场景。
• PWM/PFM混合控制：兼顾轻载效率与负载调节能力，适合低功耗待机系统。

3. PCB布局中的关键实践

在完成拓扑选择后，必须严格执行以下布局准则：

1. 确保开关节点与电感之间连线极短，减少寄生电感。
2. 输入滤波电容应直接连接至电源输入端口，并通过至少两个过孔接地。
3. 反馈网络应远离高噪声区域，建议使用屏蔽走线或包地处理。
4. 避免在敏感信号线上出现锐角拐弯，优先使用45°或圆弧过渡。

4. EMI测试与优化建议

完成原型后，应进行传导与辐射发射测试。若发现超标，可采取如下措施：

• 增加铁氧体磁珠或共模扼流圈于输入/输出端。
• 调整电感位置，使其轴向与地平面垂直，减少磁场耦合。
• 使用屏蔽罩包裹高噪声元件，尤其是开关管和电感。

结语

DC/DC转换器的设计是一个系统工程，涉及电路拓扑、控制算法与物理布局的协同优化。只有将理论知识与实践经验相结合，才能设计出高性能、低噪声、高可靠性的电源解决方案。未来随着小型化与集成度的提升，更严格的布局规范将成为设计成功的关键。