优化电源模块性能的PCB布局技术

反馈电阻也应放置在尽可能靠近模块FB（反馈）引脚的位置上。要将此高阻抗节点上的潜在噪声提取值降至最低，令FB引脚与反馈电阻中间抽头之间的走线尽可能短是至关重要的。可用的补偿组件或前馈电容器应该放置在尽可能靠近上层反馈电阻的位置上。

散热设计建议

模块的紧凑布局在电气方面带来好处的同时，对散热设计造成了负面影响，等值的功率要从更小的空间耗散掉。考虑到这一问题，SIMPLE SWITCHER电源模块封装的背面设计了一个单独的大的裸焊盘，并以电气方式接地。该焊盘有助于从内部MOSFET（通常产生大部分热量）到PCB间提供极低的热阻抗。

从半导体结到这些器件外封装的热阻抗(θJC)为1.9℃/W。虽然达到行业领先的θJC值就很理想，但当外封装到空气的热阻抗(θCA)太大时，低θJC值也毫无意义！如果没有提供与周围空气相通的低阻抗散热路径，则热量就会聚集在裸焊盘上无法消散。那么，究竟是什么决定了θCA值呢？从裸焊盘到空气的热阻完全受PCB设计以及相关的散热片的控制。

现在来快速了解一下如何进行不含散热片的简单PCB散热设计，图3示意了模块及作为热阻抗的PCB。与从结到裸片焊盘的热阻抗相比，由于结与外封装顶部间的热阻抗相对较高，因此在第一次估计从结到周围空气的热阻(θJT)时，我们可以忽略θJA散热路径。

散热设计的第一步是确定要耗散的功率。利用数据表中公布的效率图(η)即可轻松计算出模块消耗的功率(PD)。

然后，我们使用设计中的最高温度TAmbient和额定结温TJunction(125℃)这两个温度约束来确定PCB上封装的模块所需的热阻。

最后，我们使用PCB表面（顶层和底层上均具有未损坏的一盎司铜散热片和无数个散热孔）的对流热传递的最大简化的近似值来确定散热所需的板面积。

所需的PCB板面积近似值未考虑到散热孔所发挥的作用，这些散热孔将热量从顶部金属层（封装连接至PCB）向底部金属层传递。底层用作第二表面层，对流可以从这里将板上的热量传送出去。为了使板面积近似值有效，需使用至少8～10个散热孔。散热孔的热阻近似于下列方程式值。

此近似值适用于直径为12密尔、铜侧壁为0.5盎司的典型直通孔。在裸焊盘下方的整个区域内要尽可能多地设计一些散热孔，并使这些散热孔以1～1.5mm的间距形成阵列。

结论

SIMPLE SWITCHER电源模块为应对复杂的电源设计，以及与直流/直流转换器相关的典型的PCB布局提供了替代方案。虽然布局难题已被消除，但仍需完成一些工程设计工作，以便利用良好的旁路和散热设计来优化模块性能。

作者：Don Rhodes Marc Davis-Marsh