ZHDA339 October 2026 MSPM0G3105-Q1 , MSPM0G3106-Q1 , MSPM0G3107-Q1 , MSPM0G3505-Q1 , MSPM0G3506-Q1 , MSPM0G3507-Q1 , MSPM0L1227-Q1 , MSPM0L1228-Q1 , MSPM0L2227-Q1 , MSPM0L2228-Q1 , MSPM33C321A
另一个经常被忽视的优化因素是电容器的放置。图 3-3 中所示的优选放置方案具有三个电容器,其中值最低的电容器应尽可能靠近器件引脚,以降低寄生电阻并滤除更高频率的噪声。
每个电容器的接地连接都通过过孔连接到接地平面层,电容器的焊盘与过孔之间的布线非常短。这样做是为了更大限度地减小环路电感并抑制噪声,这些噪声可能是由可用作 EM 辐射器的较大环路导致。目标阻抗将瞬态要求转变为设计指标。如果负载电流变化为 ΔI,允许的电源轨电压偏差为 ΔV,则在相关带宽内,电源分配网络的阻抗必须保持低于 ΔV/ΔI。
将允许的电源轨电压偏差除以预期负载电流阶跃,可获得目标阻抗。在瞬态带宽内,PDN 的阻抗必须保持低于目标阻抗。
频率最高的电容必须尽可能靠近支持的引脚,并采用短而宽的连接,且电源和接地过孔必须相邻。大容量电容支持较慢的能量需求;局部小型封装电容支持快速边沿电流。嵌入式封装电容及紧密间隔的电源平面和接地平面可将响应扩展到更高的频率。
图 3-3 VIN 电容器放置示例布局| 放置选择 | 电气效应 | EMI 结果 |
|---|---|---|
| 电容器放置在引脚旁,且过孔相邻 | 环路较小且安装的 ESL 较低 | 局部瞬态电流;减少平面激励 |
| 电容器通过长颈连接 | 增加的电感可在高频下隔离电容 | 电源轨反弹会扩散并激励共模电流 |
| 高噪声负载和低噪声负载共用狭窄的回流路径 | 共用阻抗将电流转换为电压 | 基准调制和跨域耦合 |
| 仅大容量电容器 | 低频能量良好,边缘响应较差 | 快速电流仍会穿过电路板 |
以下是去耦布局规则的总结:
大容量电容器可支持低频负载变化并防止电源轨压降,但不能取代紧密的高频旁路。在封装和过孔范围内,ESL 通常起主导作用。因此,对于边沿电流,一个靠近的 100nF 电容器可能性能优于放在几厘米之外的大容量电容。
开关功率级应进行特殊处理,因为它们结合了快速电压边沿、大电流、磁场和非线性器件。大多数稳压器 EMI 问题都源自几种覆铜形状:开关节点、热输入环路、栅极驱动环路和二极管/同步整流器环路。过孔拼接有助于限制磁场,但无法补偿较大的开关环路或像装饰标识那样覆铜的开关节点。
开关功率级将高 dv/dt、高 di/dt、非线性器件和磁性元件组合在一起,因此确定每种开关状态的换向环路非常重要。优先级最高的环路通常是输入陶瓷电容器经开关器件再回流到电容器的环路。开关节点是高 dv/dt 电场源;输入和整流器环路是高 di/dt 磁场源。