為什么精心設(shè)計(jì)的電路板上電瞬間就冒煙？降壓（Buck）和升壓（Boost）看似簡(jiǎn)單，隱藏的“坑”卻讓工程師頻頻翻車(chē)。這份手冊(cè)直擊設(shè)計(jì)痛點(diǎn)，助你避開(kāi)那些教科書(shū)沒(méi)寫(xiě)的實(shí)戰(zhàn)雷區(qū)。

一、 Buck電路：降壓不降效能的秘密

電感飽和是Buck電路的“沉默殺手”。當(dāng)電感電流峰值超過(guò)額定值，電感值斷崖式下跌，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管過(guò)流燒毀。選型時(shí)需預(yù)留20%以上余量。

三大隱形陷阱

• 續(xù)流二極管反向恢復(fù)：慢速二極管在開(kāi)關(guān)瞬間產(chǎn)生瞬態(tài)高壓尖峰。優(yōu)先選用肖特基二極管或同步整流方案。
• SW節(jié)點(diǎn)振鈴：過(guò)長(zhǎng)開(kāi)關(guān)走線等效為天線，引發(fā)EMI超標(biāo)。開(kāi)關(guān)回路面積需控制在芯片下方1cm2內(nèi)（來(lái)源：IEEE EMC協(xié)會(huì), 2022）。
• 輸入電容失效：陶瓷電容的直流偏置效應(yīng)可能使實(shí)際容值下降50%。并聯(lián)電解電容可彌補(bǔ)低頻響應(yīng)。
  

  布局黃金法則：輸入電容→芯片VIN→芯片SW→電感→輸出電容，形成最短功率路徑。

二、 Boost電路：升壓背后的電壓失控危機(jī)

輸出電壓意外飆升可能燒毀后級(jí)電路。輕載失控是Boost拓?fù)涞奶赜酗L(fēng)險(xiǎn)——當(dāng)負(fù)載電流低于臨界值時(shí)，電感能量無(wú)法完全釋放。

關(guān)鍵防護(hù)策略

• 輸出假負(fù)載：并聯(lián)10kΩ-100kΩ電阻強(qiáng)制最小負(fù)載
• 峰值電流限制：精確設(shè)置電流檢測(cè)電阻阻值，誤差≤1%
• 環(huán)路補(bǔ)償優(yōu)化：右半平面零點(diǎn)（RHPZ）導(dǎo)致相位滯后。需在反饋網(wǎng)絡(luò)增加相位補(bǔ)償電容。
  

  致命誤區(qū)：升壓輸出端直接并聯(lián)大容量電解電容。上電瞬間相當(dāng)于短路，可能觸發(fā)芯片過(guò)流保護(hù)。

三、 Buck與Boost的共性雷區(qū)

無(wú)論降壓升壓，這些錯(cuò)誤總在重復(fù)上演。

熱設(shè)計(jì)三大盲點(diǎn)

• 忽略銅箔散熱：1oz銅箔在25℃環(huán)境僅能承載1A/mm2電流（來(lái)源：IPC-2152標(biāo)準(zhǔn)）
• 導(dǎo)熱墊選型錯(cuò)誤：硬度＞50 Shore O的墊片可能導(dǎo)致芯片懸空
• 散熱器接地失效：未接地的金屬散熱器可能成為EMI輻射源

PCB布局的魔鬼細(xì)節(jié)

| 錯(cuò)誤做法          | 正確方案                 |
|-------------------|--------------------------|
| 反饋?zhàn)呔€穿越SW節(jié)點(diǎn) | 反饋路徑遠(yuǎn)離開(kāi)關(guān)區(qū)域     |
| 地平面隨意分割     | 單點(diǎn)連接功率地與信號(hào)地   |
| 芯片散熱焊盤(pán)虛焊   | 添加9宮格過(guò)孔陣列導(dǎo)熱    |

電感嘯叫往往源于layout：將電感置于板邊或靠近機(jī)械開(kāi)孔，會(huì)放大磁芯機(jī)械振動(dòng)噪聲。