使用高頻開關穩壓器時，汽車電源的良好PCB布局將提供干凈的輸出電源，并節省調試電磁干擾（EMI）室中輻射問題的時間。本應用筆記解釋了如何布局MAX16903/MAX16904開關穩壓器，以最大限度地提高性能并降低輻射。

介紹

當使用MAX16903/MAX16904等高頻開關穩壓器時，良好的汽車電源PCB布局將提供干凈的輸出電源，并節省調試電磁干擾（EMI）室中輻射問題的時間。本應用筆記以MAX16903和MAX16904為例，概述了電路的一些關鍵設計問題，優化布局最有利。

一般布局指南

最小化輸入電容 （C3）、電感 （L1） 和輸出電容 （C2） 的走線環路面積。

將偏置輸出電容 （C4） 盡可能靠近引腳 13 （BIAS） 和引腳 14 （GND），引腳和電容器之間不要有任何過孔。這是IC的模擬電源;此連接上的任何電感都會增加偏置電源上的噪聲，進而增加LX輸出的抖動。

較短的跡線比較寬的跡線更好。

優化交流-直流電流路徑

為了最大限度地降低輻射，MAX16903/MAX16904無源元件的布局至關重要。存在電流階躍變化的路徑被視為交流電流路徑，可以通過消除電流在開關周期的ON和OFF部分流動的路徑來查看它們。在ON和OFF周期內有電流流過的路徑被視為直流電流路徑。

交流電流路徑

MAX16903同步DC-DC轉換器在開關電流路徑中直接具有三個無源元件（C2、C3和L1）。這三個組件對排放和設備性能的影響最大。圖1和圖2顯示了ON和OFF周期期間的開關電流路徑;圖3顯示了di/dt最高的兩條電流路徑之間的差異。優化組件 C3 的布局是最高優先級，其次是針對 L1 和 C2 進行優化。

升壓交流電流路徑

MAX16903/MAX16904 DC-DC轉換器采用高邊DMOS器件，要求LX引腳（DMOS的源極）上方提供5V電源電壓。為了產生該電壓，在 LX 和 BST 引腳之間連接了一個升壓電容器（圖 4）。在DMOS的關斷周期內，升壓電容（C1）由5V BIAS穩壓器充電。偏置輸出也用于為誤差放大器供電。因此，BIAS必須盡可能保持安靜，以消除對誤差放大器電路產生負面影響的多余噪聲。實現此目的的最佳方法是將C4與MAX16903/MAX16904連接之間的電感降至最低。因此，將C4放置在盡可能靠近引腳14（GND）和引腳13（偏置）的位置，而不增加任何過孔。

圖4.升壓電容器交流電流。

擴頻

當良好的布局不足以通過客戶要求的輻射測試時，可以訂購啟用擴頻時鐘的MAX16903/MAX16904。與標準版本相比，支持擴頻的器件可將FM頻段噪聲降低15dB。有關如何訂購支持擴頻的版本的信息，請參見數據手冊。

示例：使用 TSSOP 封裝的兩層 PCB 布局

圖 5 和圖 6 顯示了使用上述指南的兩層布局示例。

圖5.使用 TSSOP 封裝的兩層 PCB 布局示例 — 頂層。

圖6.使用 TSSOP 封裝的兩層 PCB 布局示例 — 底層。

示例：使用 TDFN 封裝的兩層 PCB 布局

圖 7 和圖 8 顯示了使用上述指南的兩層布局示例。

圖7.使用 TDFN 封裝的兩層 PCB 布局示例 — 頂層。

圖8.使用 TDFN 封裝的兩層 PCB 布局示例 — 底層。

主電源濾波

主電源上的濾波也非常重要，因為這是在離開模塊之前可以減少傳導輻射的最后一點。對于MAX16903等高頻開關穩壓器，FM無線電頻段（76MHz至108MHz）通常出現傳導輻射問題。為了減少這些輻射，請在此頻率范圍內添加具有高阻抗的鐵氧體磁珠和/或自諧振頻率高于108MHz的電感器。

結論

正確布局MAX16903開關穩壓器的關鍵無源元件（圖9）將有助于最大限度地降低源頭的噪聲和輻射。這將在項目的資格認證階段節省寶貴的時間和精力。

圖9.用于PCB布局的原理圖。

審核編輯：郭婷