在現(xiàn)代電源設(shè)計(jì)中，非隔離型降壓（Buck）轉(zhuǎn)換器因其高效率和結(jié)構(gòu)簡單而被廣泛應(yīng)用于各類電子系統(tǒng)中。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需充分理解其工作原理、關(guān)鍵環(huán)路特性及PCB布局技巧，以實(shí)現(xiàn)最佳性能。

降壓型轉(zhuǎn)換器的基本功能是將高于輸出電壓的輸入電壓高效地轉(zhuǎn)換為較低的穩(wěn)定輸出電壓。典型的應(yīng)用包括從5V或12V總線電壓降壓至處理器核心所需的1V左右供電。但需要注意的是，由于最小占空比限制的存在，這類拓?fù)湓诿鎸?duì)大壓差場(chǎng)景（如50V轉(zhuǎn)1V）時(shí)存在局限性，特別是在固定頻率控制模式下。

如上圖展示了典型的同步整流Buck電路結(jié)構(gòu)，并通過顏色標(biāo)記區(qū)分了不同狀態(tài)下的電流路徑：

紅色環(huán)路：S1導(dǎo)通期間形成的輸入電流路徑。該節(jié)點(diǎn)為高噪聲源，易受開關(guān)動(dòng)作影響，應(yīng)盡量縮短走線長度；

藍(lán)色環(huán)路：S1關(guān)斷、S2導(dǎo)通期間的續(xù)流路徑。此部分連接LC濾波器，噪聲相對(duì)較低；

橙色節(jié)點(diǎn)：上下橋臂開關(guān)切換產(chǎn)生的高頻電壓變化點(diǎn)，容易產(chǎn)生電磁干擾（EMI），布局時(shí)應(yīng)優(yōu)先處理；

綠色環(huán)路（熱環(huán)路）：包含快速變化的電流（高di/dt），尤其在輸入側(cè)更為明顯。熱環(huán)路面積越小，越有助于抑制高頻噪聲輻射。

為了優(yōu)化Buck轉(zhuǎn)換器的性能，工程師在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：

輸入電容靠近VIN引腳放置，以減小熱環(huán)路面積；

敏感模擬信號(hào)遠(yuǎn)離高dv/dt節(jié)點(diǎn)；

采用多層板設(shè)計(jì)，合理安排GND層以降低噪聲耦合；

關(guān)鍵信號(hào)線使用屏蔽走線或地平面隔離。

在器件選型方面，若系統(tǒng)要求寬輸入電壓范圍、高效率且對(duì)輸出噪聲敏感，推薦選擇具備低靜態(tài)電流、集成MOSFET以及優(yōu)化EMI設(shè)計(jì)的同步整流Buck IC。代理銷售ADI(亞德諾)旗下全系列IC電子元器件-中芯巨能為您推薦一些典型推薦型號(hào)及其特點(diǎn)：

LT8618：支持最高65V輸入，100mA輸出能力，適用于空間受限的小型化設(shè)計(jì)；

LT8604C：42V輸入/120mA輸出，同步整流架構(gòu)，具有良好的輕載效率；

MAX17530：超小型封裝，支持42V輸入、25mA輸出，適合高密度電源模塊；

LT8609S：42V輸入/2A輸出，采用Silent Switcher 2技術(shù)，顯著降低EMI干擾，適合對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用場(chǎng)景。

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此外，對(duì)于采用內(nèi)部補(bǔ)償?shù)腂uck控制器，當(dāng)占空比超過50%時(shí)可能需要外部調(diào)整補(bǔ)償參數(shù)，以避免低頻振蕩帶來的穩(wěn)定性問題。因此，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)結(jié)合負(fù)載變化情況評(píng)估環(huán)路響應(yīng)，并適當(dāng)調(diào)整反饋網(wǎng)絡(luò)。

綜上所述，掌握Buck轉(zhuǎn)換器的關(guān)鍵布局原則與選型策略，是實(shí)現(xiàn)高性能電源系統(tǒng)的基礎(chǔ)。隨著對(duì)能效與EMI要求的不斷提升，未來的Buck芯片將繼續(xù)向高集成度、智能化方向發(fā)展，為工程師提供更優(yōu)的設(shè)計(jì)體驗(yàn)。