EEPW论坛

在实际的印刷电路板中，会存在寄生电容和寄生电感。它们的影响之大往往出乎意料，如果电路正常但不能正常工作，很多情况下是由对布局中的寄生分量考虑不足造成的。

在设计实际的布线图形时，对寄生分量的处理无处不在。在这里，将以开关节点（可以说是最需要注意的部分）为例来验证产生振铃的原因。

图 4 中列出了同步整流降压型 DC/DC 转换器电路中的寄生电容和寄生电感，也就是蓝色所示的 C1～C2和 L1～L5。印刷电路板上的电路中存在寄生电容和寄生电感，在开关导通时和关断时会产生红框内的图所示的高频振铃。

印刷电路板布线的电感量每1mm约1nH左右。也就是说，如果布线过长，则布线电感量将会增高。此外，开关用MOSFET 的上升（tr）和下降（tf）时间一般为数 ns。因寄生分量而产生的电压和电流可通过以下公式计算。

基本计算公式

例：开关电压＝5V、C＝1000pF

上式中假设布线长度约为 10mm，因此代入 10nH。看似很短的距离，但可以看出电流越大产生的电压也越大。

此外，由公式可知，开关 MOSFET 的 tr和 tf越短，电流和电压都越大。tr和 tf越快，转换损耗越低，效率越高，但更

容易产生振铃。

振铃的频段可按 f＝1/时间来计算。假设 tr和 tf为 5ns，则周期可认为是 10ns，频段为 100MHz，一般的开关频率多为 500kHz～1MHz，因此将产生其 100～200 倍的高频（参见图 5）。

下面来看图 4 所示的电路模型中的寄生分量会产生怎样的电流。图 6 是高边 MOSFET 导通时的示意图。寄生电容C2被充电，寄生电感 L1～L5积蓄能量，当开关节点的电压等于 VIN时，积蓄于 L1～L5中的能量与 C2产生谐振，从而产生较大的振铃。

高边 MOSFET 导通时的寄生电感 L 中积蓄的能量 PON和谐振频率 fON可通过以下公式进行计算。

图 7 是高边 MOSFET 关断时的示意图。

即使高边 MOSFET 关断，电感中也会持续流过电流，因此高边 MOSFET 的寄生电容 C1 被充电，低边 MOSFET的寄生电容 C2 放电，VOUT 继续降低。当 VOUT 低于低边MOSFET 的寄生二极管的 VF 时，虽然所有电感电流会流过该二极管，高边寄生电容 C1的充电变为零，但此前寄生电感中积蓄的能量会引起与 C1的谐振，并产生较大的振铃。关断时的寄生电感中的能量Poff和谐振频率foff可按以下公式进行计算。

电感 L4取决于 CBYPASS的特性。另外，L3和 L5受电路板布局的影响很大。本电路是开关晶体管外置型 IC 的电路示例，当使用开关晶体管内置型 IC 时，L1、L2、C2将取决于其IC，并且是固定值，与电路板的布局无关。

综上所述，实际的印刷电路板中存在电路图中没有的分量，因此，如果布局不当，会随着开关动作在开关节点产生较大振铃，可能导致无法正常工作或噪声增加等问题。

现在你应该明白电路板布局的大原则中提到的“布线要短”的原因了。

＜小结＞

‧ 实际的印刷电路板中，存在电路图中没有的寄生电容和寄生电感。

‧ 寄生分量可能引发振铃等问题。

‧ 在进行电路板设计时要牢记这些要点，以实现理想布局。