在 PCB 设计的众多模块中，电源设计无疑是且容易出现问题的部分。相信很多人在电源设计过程中都有过类似的经历：电源一上电就过热；布线看似清晰，却总有干扰；看不懂 datasheet 推荐图，不知道元件该如何放置。实际上，电源设计并非想象中那么复杂，只要掌握关键原则，读懂原理图，设计就成功了一半。

今天这篇文章，将结合丰富的图文内容，带你全面拆解开关电源与 LDO 线性稳压器的 PCB 设计技巧，从布局到铺铜，从 GND 处理到过孔安排，全流程进行详细讲解。

一、开关电源基础结构

一个典型的开关电源模块主要由以下几个关键部分构成：

• DC - DC 变换器：承担着功率转换的重要任务。
• 输出采样电路（R1、R2）：其作用是对输出电压进行采样，并将采样结果反馈给比较器。
• PWM 误差放大与驱动电路：通过调整占空比来控制输出电压。

图中的反馈电阻会将输出电压与基准电压 Ur 进行比较，PWM 控制器则根据比较结果调节占空比，进而实现对输出电压的调节。

二、开关电源 PCB 设计要点详解

1. 芯片选型后，步： datasheet
   参考原厂推荐的布局图至关重要，特别是输出 / 输入电容、电感、MOS 等关键器件的位置。原厂的推荐布局图是经过大量测试和验证的，能够有效提高电源的性能和稳定性。

2. 主电流通路清晰，优先布局路径
   以开关芯片为中心，围绕其引脚展开布局。输入与输出的滤波电容尽量不要并排摆放，以避免输入噪声耦合到输出。同时，要保留足够的铺铜与过孔空间，以确保电流能够顺畅流通。

3. 一字型布局 + 紧凑排列是王道
   元器件沿一个方向整齐排布，尽量减少连接长度和打孔数量。滤波电容一定要靠近管脚，这样可以有效减少寄生参数，降低 EMI 干扰，同时有利于散热。

4. 强电流走线处理：能铺铜就别细线
   公共地线、电源输入输出线一定要进行宽线或铺铜处理，以降低电阻，减少功率损耗。信号互联线少加粗至 10mil（大多数工程师推荐为 12 - 15mil）。大电流回路优先走顶层或底层，防止出现断层现象。

5. SENSE、GATE、INTVCC 引脚如何优化布线
   • SENSE（采样）线：采用 0.5mm 线径，连接到输出电容后端，避开功率器件，以确保采样的准确性。
   • GATE 驱动线：尽量短且粗，避免贴着高频信号布线，以减少干扰。
   • INTVCC 滤波电容：必须紧贴芯片，为 GATE 提供稳定的电流供给路径。

6. 芯片与电感底部不能布线，要加散热过孔
   所有带 Power Pad 的芯片需进行开窗、铺铜并打散热过孔，以提高散热效率。电感下方不能有任何信号线，防止磁干扰耦合。在多路输出的情况下，相邻电感需垂直摆放，以降低互感干扰。

7. 铜皮铺设注意事项
   铜皮铺设时千万不要全连接，要为焊接留出 “隔热路径”，避免出现虚焊、堆锡、立片等工艺问题。大面积铜皮不能只靠一个过孔连接地，建议采用打孔阵列的方式，以确保良好的接地性能。

三、线性稳压电源 LDO 设计

LDO 即 “Low Dropout Regulator”，也就是低压差线性稳压器。它适用于 3.3V → 1.8V、5V → 3.3V 等低电压降压场景，具有结构简单、上电快、纹波小、输出稳定等优点，但缺点是仅支持降压，且输出电流一般不超过 2A。

以 “5V 转 3.3V” 为例，LDO 的设计要点如下：

1. 输入 / 输出电容优先靠近芯片引脚：先放置大电容（如 10uF），再补充小电容（如 0.1uF），以提高滤波效果。
2. 主电流路径要直要粗：尽量走短路径，避免产生额外的电压降。

GND 主回路布线
GND 脚要连接大面积铜皮，以增加导电面积。同时，打多个过孔，过孔数量可参考输入输出走线。输入与输出地尽量连接在一起形成闭环，以减少接地阻抗。

总结

通过掌握以上开关电源与 LDO 的布局布线要点，相信你在电源 PCB 设计方面将更加得心应手，能够有效避免常见问题，设计出性能优良的电源电路。