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[FAQ] TPS62913: 使用 TPS62912 和 TPS62913 时,如何确保我的布局能够实现理想的噪声和纹波性能?

Part Number:TPS62913Other Parts Discussed in Thread: TPS62912

问:

我需要确保电源具有超低的噪声和纹波,而且布局不会导致任何问题。  有什么技巧吗?

Cherry Zhou:

答:

这是一个常见问题,也是一个好问题!尽管 TPS62912 和 TPS62913 设计为运行时具有非常低的噪声和纹波,但布局可能会影响系统性能。数据表提供了布局注意事项,是个不错的参考,而且应用手册也介绍了 ADC、AFE 和时钟解决方案的实现情况(请参阅下面的参考资料)。

正确的布局对于任何开关模式电源的运行至关重要,尤其是在高开关频率条件下。因此,为确保实现出色的性能,需要特别注意 TPS6291x 的 PCB 布局。布局不佳可能会导致线路和负载调节不良、不稳定、EMI 辐射增加和噪声灵敏度等问题。有关一般最佳实践的详细讨论,请参阅“实现降压转换器理想 PCB 布局的五个步骤”技术简报。下面列出了针对该器件的具体建议。

输入电容器(一个或多个)应尽可能靠近器件的 VIN 和 PGND 引脚。这是最关键的元件放置方式。将输入电容器直接连接到 VIN 和 PGND 引脚,避免过孔。
将电感器靠近 SW 引脚放置。最大限度地减小开关节点上的覆铜区。
将输出电容器接地放置在靠近 PGND 引脚的位置并直接布线,避免过孔。尽可能缩短电感器与输出电容器之间的连接长度。
将 VO 引脚直接连接到第一个输出电容器 COUT。
敏感布线(如与 NR/SS、VO 和 FB 引脚的连接)需要用短布线连接,并远离任何噪声源(如 SW 引脚)。
借助过孔将 PSNS 引脚直接连接到系统 GND 平面。
将第二个 L-C 滤波器(Lf 和 Cf)放置在负载附近,以减少第二个 L-C 滤波器周围的任何辐射耦合
避免将铁氧体磁珠放置在下图所示的禁止区域。
将 FB 电阻器(R1 和 R2)放置在靠近 FB 引脚的位置,并将 VOUT 连接从 R1 路由到负载,作为远程检测迹线。如果使用第二个 L-C 滤波器,则应在 Lf 之后进行此连接。
EVM 实现了建议的布局,另外对应的用户指南“TPS6291xEVM-077 用户指南”以及下图中也显示了建议的布局。

参考:

TPS6291x 数据表布局部分: https://www.ti.com/document-viewer/TPS62913/datasheet/GUID-EF63E7C9-0CE2-440E-87E9-643CD9393215#TITLE-SLVSFP4TOCWRAPPER_LAYOUT

应用手册中关于使用 PTS62913 为噪声敏感型 ADC 供电的设计注意事项: https://www.ti.com/cn/lit/an/slvaew7/slvaew7.pdf?ts=1641175545084&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FTPS62913

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