你平時是如何使用帶有模擬接地層(AGND)和功率接地層(PGND)的開關穩(wěn)壓器的？如果習慣于處理數(shù)字接地層和模擬接地層，在涉及功率GND時，你有木有手足無措的感覺呢？

PGND是較高脈沖電流流經的接地連接。根據(jù)開關穩(wěn)壓器拓撲結構，這表示通過功率晶體管的電流或功率驅動器級的脈沖電流。對于帶有外部開關管的開關控制器，該接地層尤為重要。

AGND有時被稱為SGND(信號接地層)，是其他信號用作參照的接地連接，通常十分平靜。該接地層包括調節(jié)輸出電壓所需的內部基準電壓。軟啟動和使能電壓也以AGND連接為參照。

關于這兩種接地連接的處理，有兩種不同的技術觀點，因此專家的意見也產生了分歧。

根據(jù)其中一種觀點，開關穩(wěn)壓器IC上的AGND和PGND連接應該在各自引腳旁相互連接。這樣一來，兩個引腳之間的電壓偏移保持在相對較低的水平。因此可以保護開關穩(wěn)壓器IC免受干擾，進而免遭破壞。電路的所有接地連接和可能的接地層將以星型拓撲的結構連接到該公共點。

圖1所示為該觀點的實現(xiàn)示例。此處顯示了LTM4600的電路板布局。電路板上的獨立接地連接彼此靠在一起(請參見圖1中的藍色橢圓形)。由于芯片和外殼之間的各自焊線的寄生電感，以及各自引腳的電感，因此已經存在一定程度的PGND和AGND去耦，這導致芯片上電路之間存在少量相互干擾。

圖1. 焊接觸點處PGND和AGND的局部連接。

另一種觀點是將電路板上的AGND與PGND分開，形成兩個單獨的接地層，在某一點相互連接。通過這種連接，干擾信號(電壓偏移)主要出現(xiàn)在PGND區(qū)域，而AGND區(qū)域的電壓仍非常平靜，并很好地從PGND去耦。然而，根據(jù)脈沖電流瞬變和電流強度情況，各自引腳上的PGND與AGND之間可能存在明顯的電壓偏移。這可能會導致開關穩(wěn)壓器IC無法正常工作，甚至損壞。圖2所示為該觀點的實現(xiàn)方案。該示例采用一款6 A降壓型開關穩(wěn)壓器ADP2386。

結論

說到底，接地問題其實就是權衡利弊：分開兩個接地層具有隔離噪音和干擾的優(yōu)勢；但兩個接地層之間可能會產生電壓偏移，從而存在損壞芯片并影響功能的風險。權衡利弊后，最終決策正確與否主要取決于IC設計，包括開關轉換速度、功率電平、焊線和IC封裝上的寄生電感、每個IC設計的閂鎖風險(涉及不同的半導體工藝)。

審核編輯：何安