开关电源之“GND”

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本文主要介绍开关电源的地及其布线。


SMPS的GND一般有两种：PGND（Power Ground）和AGND（Analog GND），其中PGND是功率地，是大电流器件、功率器件与磁性器件的零电位参考点，由于功率电路较强，电压较高，因此，功率地上噪声较大，应该与其他地线分开设置。AGND是Control/Logic的接地，相对比较“干净”。
电源接地的基本原则是“低阻抗、低噪声”！！！接地过孔不要放置在交流回路上，因为交流回路上的噪声较大。

功率地的走线必须遵循“短、粗、直”，因为功率地的di/dt较大，太长的走线天线效应明显；太细的走线会产生较大的压降（大电流）；弯曲太多或90°走线会产生反射效应。

  • PGND is connected to the source of the PWM switch. In Boost converter, this pin should be made very close to the output capacitor in layout. In Buck converter, this pin should be made very close to the input capacitor inlayout.（对于Buck电路，输出地是干净地，输入地是有噪声的，而PGND噪声较大，因此PGND在输入电容处接地；而对于Boost电路，输出地是脉动的，因此PGND在输出电容处接地，这样地平面的波动，可以通过反馈电阻采集到反馈回来进行调节。）




  • A star ground connection or ground plane minimizes ground shifts and noise.（为了最小化地平面的噪声，可以采取星形接地方式或者使用地平面。）



几乎所有的开关电源芯片都有PGND和AGND引脚，这是为了将信号系统和开关系统隔离开，但为了保证IC的正常工作，两者必须具有相同的电势，因此最终必须连接在一起。接地问题最终也就归结为“隔离噪声和干扰”与“冒着两个地之间产生电压偏移对芯片损害的风险”之间进行权衡的问题。最好的折衷方式取决于IC的设计，包括开关速度、功率水平、键合线及IC封装的寄生参数等等，为了确定最佳的连接点，可以参考芯片相关手册的描述。