DCDC(Direct Current to Direct Current)，全称为直流-直流转换器是一种基于开关调节的电源管理芯片。它的工作原理是将输入电压通过一个开关管进行开关操作，然后通过一个电感器将电压进行升降，最后输出稳定的电压。DCDC的效率通常较高，可以达到90%以上。

升压型:BOOST:将低电压转换为高电压输出

降压型:BUCK:将高电压降低为所需的输出电压

升降压型:BO0ST–BUCK:输出电压可以高于输入电压也可以低于输入电压

一般都是使用BUCK电路居多，因为DCDC给MCU供电一般都是要提供低电压的，在许多电子设备中，供电电压通常较高，而内部电路所需的工作电压较低。BUCK电路可以很方便地将较高的电源电压降至合适的工作

电压，因此在各种电子设备中（如计算机、手机、通信设备等）得到了广泛应用。

异步整流电路

使用NMOS管（Rsd（on）产生压降在毫伏级别）替代肖特基二极管（压降大约零点几伏），并集成到BUCK芯片里就是同步整流电路

关于BUCK，BOOST电源电路在布局布线时适合采用单点接地还是多点接地情况分析：

采用不同接地方式的首要目的，都是要减少地噪声对电路的影响。

地噪声的定义：

地噪声，也被称为“地弹”，是指电路系统中的一种噪声现象这种现象主要是由地线中的导体电阻和电感引起的。

在低频时，地噪声主要是由于构成地线的导体有电阻，电路系统的电流流经地线时产生的电势差波动。

在高频时，地噪声则主要是由地线上的寄生电感引起的，当电路系统的电流快速变化的经过寄生电感时，寄生电感两端会产生感应电动势，这种现象被称为“地弹

地噪声对电路带来的坏影响：

导致电源输出电压波动

降低电源的效率，可能是因为地噪声引起的额外的功耗，或是电路中的元器件工作在非正常的环境下所导致的

导致电路系统的热效应增加

带来电磁干扰(EMI)，地噪声会使地线产生一些辐射，增加电磁干扰，不仅会影响电源电路本身的性能，还可能对其他电子设备或造成干扰

干扰系统稳定性问题**

地噪声存在的形式：

地噪声可以以电流和电压两种形式存在，产生地噪声的因素包括电源不稳定的纹波，负载电流的快速变化，以及电源分配系统的响应速度

电源系统本身的纹波会导致输出电压的波动，从而产生**电压形式**的噪声

当负载电流发生快速变化时，如果电源分配系统无法及时响应，输出电压就会出现跌落，从而产生电源噪声。

完整平面的阻抗虽然很低，但确实存在，这也会在一定程度上影响电流和电压的稳定性，从而产生噪声。

在电源的布局布线过程中，地网络的设计是非常重要的，因为它直接影响到电源的性能和稳定性

选择单点接地还是多点接地主要取决于电源的工作频率和具体的电路设计要求

单点接地指的是所有电路的地线都接到公共地线的同一片铺铜，再统一打孔到地参考平面，这样可以减少地回路之间的互相干扰

异步整流电路

多点接地，将电子设备中的各个接地点分别直接接到距它最近的接地平面上，以使得接地引线的长度最短，也就是就近打孔。这种打孔方式一般用在高频电路，因为在高频电路中，如果信号的回路比较长，很容易收到其他信号的干扰，同时也会对其他信号产生干扰。多点接地可以减少地线的阻抗，因为它直接就连接到了参考地平面，比在表层走会好一些。

同步整流芯片（TPS54302）

选择单点接地还是多点接地需要考虑的因素：

工作频率:当电源电路的工作频率较高时，由于高频信号可能导致地线中的寄生电感产生感应电动势和电磁辐射，增加地线噪声因此，在高频应用中，多点接地更为合适。对于BUCK电路或是BOOST电路，一般认为开关频率在1MHz以上就是高频了，以下则是低频。

地线长度:地线过长，不仅会导致地线阻抗增大，还会增加电磁干扰和地噪声。在这种情况下，采用多点接地可以有效减小地线长度，降低地线阻抗，从而减小地噪声。

布局布线的复杂性和空间限制:在某些情况下，由于空间限制或布局布线的复杂性，实现多点接地可能较为困难。在这种情况下可以考虑采用单点接地，通过优化地线布局和采用合适的滤波、隔离措施来降低地噪声。

BUCK电源电路的完整原理图如下

BUCK电源电路在输入处都会放置大容值的储能电容，像C1就是用来储能的，C2主要用来吸收一些噪声，包括输入电源的纹波。

R4、R5电阻主要用来分压，上电以后会通过分压给EN脚一个高电平，没有上电的话，也可以给EN脚一个默认低电平。对于R4和R5的比例关系需要根据芯片的手册里的VIN脚和EN脚推荐的值来确定。

C3是自举电容，配合芯片内的NMOS，确保NMOS可以处在持续的导通状态。

R1、R2、R3为分压电阻，通过电阻分压取样，驱动芯片内部的负反馈电路来维持稳定的驱动电压，一般是采用两个电阻，这里采用三个，是为了更加精确地来调整反馈电路的分压比，从而实现对分压的更精准控制

C4、C5是输出的储能电容

C6有两个作用，一个是滤波，滤除反馈信号中的高频噪声，确保高频信号的稳定性和准确性，高频噪声可能会干扰反馈回路的计算工作，导致输出电压不稳定，通过并联电容可以有效地抑制这些高频噪声，使电源电路更加稳定。高频的噪声可能来源于芯片中开关。另一个作用是提供相位补偿，由于开关的动作，反馈信号在经过电容电感等元器件会造成一定延迟，这种延迟可能会导致反馈信号在特定频率下的不稳定，比如说表现出过冲和下冲，在反馈 电路中并联一个电容来进行相位的补偿。

DCDC电源在布局方面的注意事项及其对应的理论分析

1、确定好电源电路的重要回路及所含器件包括输入回路，输出回路，反馈回路。
2、布局时尽量使输入输出回路呈现一字型或者L型布局
3、输入、输出、反馈回路的器件要就近靠近芯片放置
4、按照电源输入到输出的方向依次放置器件
5、输入电源先经过大容值电容再经过小容值电容最后输入到BUCK芯片的输入管脚。大电容一般是电解质电容，本身存在较大的寄生电感，由于其生产工艺决定，而电感对电流的快速变化有着抑制作用，这使得大电容对高频信号的滤除效果是不太好的，一个快速变化的信号经过电感就会产生反向的电动势，在电路中表现出来的就是噪声，为了弥补大容值电容在高频滤波上的不足，会并联一个小的贴片陶瓷电容。
6、对于输出电源经过电容时同样是先经过大容值的电容再经过小容值的电容，最后输出
7、反镄电阻尽量靠近反馈管脚放置

DCDC电源在布线方面的注意事项及其对应的理论分析

1、大电流的走线一般都建议通过铺铜的方式连接，铺铜比走线更容易连接，在遇到障碍时，铜皮会自动避让。另外，电源电路由于功率和效率问题会发热，通过铺铜可以增加其散热效果。铺铜也有利于减小电流的环路。铜皮还能够减少外部电磁干扰，当外部或者板上存在电磁干扰或辐射时，会在铜皮上产生涡流从而消耗掉干扰信号，起到屏蔽的效果。
2、走线时如果需要打孔换层那么打的孔一定要满足载流要求空间允许时可以适当的考虑裕量，多打两个孔。
3、对于反馈电阻上的取样电压，必须来自于最后一个输出电容6
4、铜皮与焊盘连接的地方可以使用全连接或者十字连接，如果使用十字连接需要确保满足载流要求
5、DCDC电源内部的线尽量短而粗
6、在电源芯片的下面最好不要走大电路的信号线。
7、在芯片下方要打地过孔，增强散热效果，同时在芯片的背面也可以开窗处理
8、电感所在位置的所有层挖空，以电感丝印所在位置为界线即可

对DCDC电源Layout时推荐的执行顺序

步骤一、看懂电路图，了解输入输出电压值，能够区分，输入回路，输出回路和反馈回路。
步骤二、下载DCDC电源芯片手册，了解输出电流的最大值，以这个最大电流值为准确定输出电流的线宽。
步骤三、确定电压转换芯片的效率,计算输入电流最大值，使用辅助软件计算输入输出电源的铺铜宽度。根据我们的输入电压、输出电压、转换效率和输出电流确定好输入电流，从而确定好不同的线宽。
步骤四:查看芯片手册中推荐的Layout方式及布局布线注意事项