此文檔適用于HT7178、HT7167、HT7166、HT71678
HT7178為20V/14A 同步升壓IC；
HT7167、HT7166為13V/12A同步升壓IC；
HT71678為帶音頻檢測的13V/12A同步升壓IC；
我們知道，同步升壓IC，內(nèi)置一個(gè)功率開關(guān)管和一個(gè)同步整流管，由于HT 產(chǎn)品均為大電流升壓，電感峰值電流>10A，在兩個(gè)功率管交替打開的時(shí)候，會在SW、POUT上產(chǎn)生高的毛刺。電感電流越大，電壓毛刺越大。不合理的布局，導(dǎo)致EMI輻射超標(biāo)，DCDC轉(zhuǎn)換效率變低，IC可靠性降低。
下面以HT7178 為例，闡述如何進(jìn)行合理LAYOUT。
1 輸入濾波電容：為防止大電流工作時(shí)，VIN 輸入波動大導(dǎo)致系統(tǒng)欠壓，建議輸入增加470uF電解電容。
2 輸出濾波電容：原則上，小電容能靠多近VOUT 管腳就靠多近，且電容地與芯片底部地回路粗短；大電容完全濾除電壓毛刺后再供給后級。
3 圖中粗線為功率回路，盡量保持大電流路徑足夠線寬，且此塊地平面能完整，回路最短（地包括VIN 輸入的地，輸入濾波電容的地，芯片底部地，輸出濾波電容地）。
4 電感L1 選擇：1.5uH or 2.2uH，飽和電流>12A;建議擇2.2uH 1040封裝一體成型電感，Isat=16A 。
5 開關(guān)工作頻率：開關(guān)頻率高，開關(guān)損耗大，但輸入電流紋波小，折中這兩個(gè)考慮，一般DCDC開關(guān)頻率在500kHz—800kHz之間；200k 電阻對應(yīng)650kHz開關(guān)頻率。
6 輸入RC 濾波：在單節(jié)應(yīng)用時(shí)，RC濾波防止VIN 波動大造成HT7178欠壓；VIN大于8V應(yīng)用時(shí)，增加R來保護(hù)HT7178的9腳VIN的正常工作。
7 SW 增加RC，吸收SW 開關(guān)時(shí)候的毛刺，削減輻射
8 R5、R6決定升壓；ILIM決定輸入峰值限流：COMP為補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，須根據(jù)實(shí)際應(yīng)用合理計(jì)算。
9 預(yù)留二極管SS54，可提高DCDC 轉(zhuǎn)換效率
下面以實(shí)際測試為例，闡述各參數(shù)的影響，主要針對SW、POUT上的毛刺，以及效率做說明。
測試對比原型如下圖：
條件：輸入3.7V, 輸入濾波470uF+2*10uF；限流電阻100k，限流12A peak；
輸出13.2V（510k+51k）；輸出濾波220uF+2*10uF+1uF; COMP=（56k+3.3nF）// 51pF；
SW無RC；無預(yù)留二極管SS54；
負(fù)載：2A直流負(fù)載輸出；
1 測試結(jié)果：輸入3.7V，電流8.33A，輸出13.28V 2A，效率86.17%
SW 上升沿，下管關(guān)，整流管開
SW下降沿，下管開，整流管關(guān)
黃色為SW 管腳波形；紅色為POUT波形；測試均為靠近芯片管腳，下同；
可以看到，SW上升沿，在SW上有很高的毛刺，達(dá)到了驚人的19.2V，POUT上為16.2V；
SW下降沿，SW 死區(qū)毛刺較小，但POUT上有更高的16.7V毛刺；
2 在SW與POUT 直接，并聯(lián)肖特基二極管SS52；二極管壓降約0.2V，當(dāng)整流管電流大于10A 時(shí)，整流管電壓會大于0.2V，這時(shí)候SS52 可分擔(dān)部分電流；同時(shí)，在下管和整流管交替打開時(shí)候，由于死區(qū)時(shí)間，靠內(nèi)部體二極管續(xù)流，這樣SS52 可很好續(xù)流。
輸入3.7V，電流8.18A，輸出13.26V 2A，效率87.62%，提升約1.5點(diǎn)效率
SW 上升沿，下管關(guān)，整流管開
SW 下降沿，下管開，整流管關(guān)
SW 上升沿，在SW 上有18.1V，POUT 上為15.6V；--SW 小了1V，POUT 小了0.5V；
SW 下降沿，SW 死區(qū)毛刺較小，POUT 上為15.6V；--POUT 小了1V；
可以看到了，在SW 和POUT 之間并了一個(gè)SS52,增加了一路續(xù)流路徑，SW 和POUT 的毛刺有明顯減小，尤其是POUT 在整流管關(guān)的時(shí)候；
3 SW 上加RC，1Ω+3.3nF
SW 上升沿，下管關(guān)，整流管開
SW 下降沿，下管開，整流管關(guān)
SW 上升沿，在SW 上只有16V，POUT 上為14.6V；--SW 小了近3V，POUT 小了1.5V；
SW 下降沿，SW 死區(qū)毛刺較小，POUT 上仍為16.7V；--維持不變；
在SW 上加了RC，延緩了SW 開關(guān)的上升沿、下降沿；可以看到，在SW 上升的時(shí)候，毛刺明顯變小，且震蕩也變很小，對于改善EMI 有很好的幫助；但是，在整流管關(guān)的時(shí)候，對于POUT 上的毛刺作用不大。
4 POUTPOUT上挨近管腳的上挨近管腳的11uFuF電容去掉電容去掉
SW上升沿，下管關(guān)，整流管開
SW下降沿，下管開，整流管關(guān)
SW上升沿，在上升沿，在SW上有上有21V，POUT上為上為18.2V；；----SW大了近2V，，POUT大了2V；；
SW下降沿，SW死區(qū)毛刺較小，POUT上為19.3V；----POUT大了2.5V；
可以看到，在挨近POUT管腳，無11uFuF電容的情況下，情況都有明顯惡化，此種情況極易造成芯片損傷；另外，SW、POUT端的震蕩也加劇，輻射變嚴(yán)重。
5 POUT上挨近管腳的上1uF電容上再并上0603封裝10uF電容
SW上升沿，下管關(guān)，整流管開
SW下降沿，下管開，整流管關(guān)
SW上升沿，在上升沿，在SW上有19.1V，POUT上為16.2V；----無明顯變化
SW下降沿，SW死區(qū)毛刺較小，POUT上有上有16.3V；----略微降低0.4V
在POUT上繼續(xù)增大濾波電容，對于SW端基本上沒有再改善；對于POUT本身，有稍微改善。
6 在結(jié)合上述，在SW加RC（1Ω+3.3nF）,SW與POUT之間加SS52
SW上升沿，下管關(guān)，整流管開
SW下降沿，下管開，整流管關(guān)
SW在上升沿，在SW上有15.4V，POUT上為14.4V；----SW小了3.8V，POUT小了小了1.8V；
SW下降沿，SW死區(qū)毛刺較小，POUT上為15.6V；----POUT小了1V；
綜合來看，SW加上RC，能有效改善SW端的毛刺，降幅很明顯；
POUT上，濾波小電容的挨近管腳，能有效減小POUT端的毛刺。
SW與POUT之間，并聯(lián)SS52，可以進(jìn)一步降低兩者的毛刺。
上述測試前提是在地平面完整的情況下進(jìn)行測試；若地分割嚴(yán)重，電流回路路徑長，地阻抗大，也會進(jìn)一步惡化情況。
PCB LAYOUT布局，請保持VIN進(jìn)來的地，VIN濾波電容的地，芯片底部的地，POUT上濾波電容的地，為一個(gè)完整的平面。 |
