PCB設(shè)計丨電源設(shè)計的重要性

華秋

電源是最容易被忽視的，電源是系統(tǒng)運(yùn)行的重要組成部分，電源就像“人體的心臟”，為系統(tǒng)的硬件輸送血液（電），要是心臟（電源）運(yùn)行不正�；蚬┭�（電）不足，會導(dǎo)致系統(tǒng)不運(yùn)行或運(yùn)行不穩(wěn)定，在設(shè)計之前應(yīng)該對核心模塊峰值電流表進(jìn)行知悉，供PCB layout時評估線寬作用，如下表值得注意的是，不能簡單的全部加起來算成SOC的峰值電流，要評估散熱方案，根據(jù)實(shí)際場景的工作平均電流進(jìn)行，表格參數(shù)值僅供參考。

% o0 w7 ]4 e' _: I3 n

本篇內(nèi)容以RK806電源方案的pcb設(shè)計為例，為大家主要介紹一下其電源相關(guān)的設(shè)計注意事項(xiàng)。

RK3588系統(tǒng)采用PMIC芯片RK806來進(jìn)行整體供電，如下圖所示。整體布局時在滿足結(jié)構(gòu)和特殊器件的布局同時，RK806盡量靠近RK3588，如需要考慮散熱設(shè)計，可以適當(dāng)保持間距不要太靠近也不能離的太遠(yuǎn)，擺放方向時，盡量優(yōu)先考慮 RK806的BUCK1、BUCK2、BUCK3、BUCK4這些輸出電流比較大的電源，到RK3588的信號流向是順暢的。

# D3 u9 [3 F+ g  h+ w' q" \

電源PCB總體要求

1）過孔數(shù)量以0.5*0.3mm尺寸的過孔為例，高壓電源單個過孔推薦走0.8A，低壓電源（1V以下）按0.5A計算，當(dāng)然也可以通過專業(yè)的計算工具進(jìn)行計算。

2）不建議電源部分器件焊盤及過孔做十字連接處理，應(yīng)該用鋪銅全覆蓋連接才能更好的散熱和載流。

3）大電流電路，比如Buck輸入輸出電容的GND過孔，應(yīng)該要和電源輸入端過孔數(shù)量多，如下圖所示，這樣才能起到較好的濾波效果（很多客戶容易忽略電容GND端的過孔數(shù)量）。

; n  B' a1 l+ z7 j4 z2 Y. ?* v( c

4）EPAD接地焊盤要優(yōu)先保證有足夠的過孔，建議保證5*5個0.5*0.3mm或是6*6個0.4*0.2mm的過孔以上，降低接地阻抗和加強(qiáng)熱量傳導(dǎo)；盲埋孔的板子再打一些盲孔輔助降低阻抗，如下圖所示。

BUCK1\3電路PCB要求

1）輸入電容必須離芯片盡可能近，如果輸入電容放在芯片的背面，需保證電容的GND端朝向芯片，這樣讓輸入電容與VCC和GND的連接環(huán)路盡可能小。

2）應(yīng)當(dāng)保證SW的走線出焊盤后盡可能短粗，以提高載流能力及電源效率，對于需要打孔的地方，VCC1/3如果合并供電至少需要5個0.5*0.3mm的過孔，如果分開各自需要3個及以上的0.5*0.3mm的過孔。

3）BUKC1和BUCK3的輸出電容的GND端可以靠在一起共用，但至少要15個以上的0.5*0.3mm過孔，如果空間不足可以打小過孔或盲孔補(bǔ)充。

4）BUCKl輸出如果有換層，至少保證15個及以上的0.5*0.3mm過孔，同樣的BUCK3要保證12個及以上的0.5*0.3mm 過孔，如下圖所示。

( h$ }3 o- e5 p" N+ t

BUCK2電路PCB要求

1）輸入電容必須離芯片盡可能近，如果輸入電容放在芯片的背面，需保證電容的GND端朝向芯片，這樣讓輸入電容與VCC和GND的連接環(huán)路盡可能小。

2）應(yīng)當(dāng)保證SW的走線出焊盤后盡可能短粗，以提高載流能力及電源效率，對于需要打孔的地方，VCC2供電至少需要3個0.5*0.3mm過孔，輸出電容的GND端至少要12個以上的0.5*0.3mm過孔，如果空間不足可以打小過孔或盲孔補(bǔ)充。

3）輸出如果有換層，至少保證12個及以上的0.5*0.3mm過孔，如下圖所示。

6 b7 j) e( \: J

BUCK4電路PCB布局布線要求

1）輸入電容必須離芯片盡可能近，如果輸入電容放在芯片的背面，需保證電容的GND端朝向芯片，這樣讓輸入電容與VCC和GN的連接環(huán)路盡可能小。

2）應(yīng)當(dāng)保證SW的走線出焊盤后盡可能短粗，以提高載流能力及電源效率，對于需要打孔的地方，VCC4供電至少需要3個0.5*0.3mm的過孔，輸出電容的GND端至少要12個以上的0.5*0.3mm過孔，如果空間不足，可以打小過孔或盲孔補(bǔ)充，如下圖所示。

2.5A BUCK電路PCB要求

" x5 W5 l# q& @* e& y

1）輸入電容必須離芯片盡可能近，如果輸入電容放在芯片的背面，需保證電容的GND端朝向芯片，這樣讓輸入電容與VCC和GND的連接環(huán)路盡可能小，如下圖所示。

4 @) y! i: r: z! M

2）應(yīng)當(dāng)保證SW的走線出焊盤后盡可能短粗，以提高載流能力及電源效率。

3）對于需要打過孔的地方，VCC5/6/7/10供電至少需要3個0.5*0.3mm的過孔，VCC8/9至少需要2個0.5*0.3mm的過孔，輸出電容的GND端至少要5個及以上的0.5*0.3mm過孔，如果空間不足可以打盲孔補(bǔ)充，如下圖所示。

6 f+ v. O) E4 _2 e/ `$ b

4）輸出如果要換層，至少保證5個及以上的0.5*0.3mm過孔換層。

LDO電路PCB布局布線要求

1）輸入電容必須離芯片盡可能近，輸入電容與VCC11/12/13/14和GND的連接環(huán)路盡可能小。

2）輸出電容必須離芯片盡可能近，輸出電容與PLDO1/2/3/4/5/6及NLDO1/2/3/4/5和GND的連接環(huán)路盡可能小。

3）VCCA電容必須靠近管腳放置，遠(yuǎn)離其它干擾源，電容的地焊盤必須良好接地，即VCCA電容地焊盤和EPAD之間路徑必須保證最短，不得被其他信號分割。

4）Pin67（RESETB）的100nF電容必須靠近管腳，提高芯片抗干擾能力。

5）LDO部分管腳不建議覆銅，所有管腳通過走線方式和外面連接，焊盤內(nèi)走線寬度不得超過焊盤寬度，防止制板后，焊盤變大貼片容易連錫。

6）走線粗線一般按1mm寬度走1A來設(shè)計，大電流輸出的LDO根據(jù)后端實(shí)際供電需求，走線在從芯片引出后應(yīng)盡快變粗到需求大小，要特別關(guān)注低壓大電流NLDO的走線長度及損耗，以滿足目標(biāo)芯片的供電電壓及紋波需求，如下圖所示。

設(shè)計完P(guān)CB后，一定要做分析檢查，才能讓生產(chǎn)更順利，這里推薦一款可以一鍵智能檢測PCB布線布局最優(yōu)方案的工具：華秋DFM軟件，只需上傳PCB/Gerber文件后，點(diǎn)擊一鍵DFM分析，即可根據(jù)生產(chǎn)的工藝參數(shù)對設(shè)計的PCB板進(jìn)行可制造性分析。

華秋DFM軟件是國內(nèi)首款免費(fèi)PCB可制造性和裝配分析軟件，擁有300萬+元件庫，可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能，開發(fā)了19大項(xiàng)，52細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則，PCBA組裝的分析功能，開發(fā)了10大項(xiàng)，234細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則。

基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問題，能幫助設(shè)計工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問題，且能夠滿足工程師需要的多種場景，將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低，減少成本。

7 k9 H$ E3 x- r% |7 u8 T- O0 Y