开关模式电源用于将一个电压转换为另一个电压。这种电源的效率通常很高，因此，在许多应用中，它取代了线性稳压器。

  开关模式电源以一定的开关频率工作。开关频率既可以是固定的(例如在PWM型控制中)，也能够准确的通过某些因素而变化(例如在PFM或迟滞型控制中)。无论何种情况，开关模式电源的工作原理，都在于它有一定的开启时间Ton和一定的关闭时间Toff.一个50%占空比的典型开关周期。这在某种程度上预示着，在完整周期T的50%时间里，转换器中有某一电流;在另外50%时间里，转换器中有不同的电流。

  当我们考虑系统噪声时，实际的开关频率(换言之，周期长度T)并不是很重要。如果它在系统的敏感信号频率范围内，开关频率或其谐波可能会影响系统。但一般而言，开关频率并不是影响系统的最大因素。

  在开关模式电源中，真正重要的是开关转换的速度。我们大家可以看到开关转换在时间标度上的放大图。在周期T为2us的时间标度上，对于500kHzPWM开关频率，转换看起来像是一条垂直线。但放大后，我们能够正常的看到，开关转换通常需要30到90ns的时间。

  假设走线A开关电流)，MOSFET功率开关的转换时间为30ns，那么电压偏移将是3.33V.

  在上面的公式中，我们唯一能改变的参数是走线电感。我们大家可以使走线尽可能短，从而降低走线电感。较厚的铜线也有助于降低电感。由于负载所需的功率固定，因此我们无法改变电流参数。对于转换时间而言，我们大家可以改变，但一般不想改变。减慢转换时间可以降低产生的电压偏移，以此来降低EMI，但是开关损耗却会提高，我们将不得不以较低的开关频率并利用昂贵而庞大的电源器件工作。

  布局布线中，最重要的准则是以某种方式使交流走线尽可能短。如果能认真遵守这一准则，良好的电路板布局布线%.为了找到这些在很短的时间(转换时间)内将电流从满电流变为无电流的交流走线，我们将原理图绘制了三次。它是一个简单的降压型开关模式电源。在顶部的原理图中，我们用虚线画出了开启时间内电流的流动。在中间的原理图中，我们用虚线画出了关闭时间内电流的流动。底部的原理图特别有必要注意一下。这里，我们画出了电流从开启时间变为关闭时间的所有走线。

  降压稳压器的交流走线。一定要注意，某些接地走线也是交流走线，同样需要保持尽可能短。此外，对这些交流电流路径，建议不可以使用任何过孔，因为过孔的电感也相当高。对于这一规则，仅有非常少的例外情况。如果交流路径不使用过孔，将实际导致比过孔本身更大的走线电感，那么建议使用过孔。多个过孔并联优于仅使用单个过孔。

  连接C是二极管D1的阳极与C2的接地连接之间的走线。这两个器件的焊盘彼此相邻，具有最低的走线电感。此外，这更有助于该交流电流不经过安静的接地层。接地层应仅用作基准电压，最好没有电流(特别是没有交流电流)流过接地层。C2旁边的过孔将PCB顶层的接地区域连接到底层的地，但没有交流电流流经这些过孔。

  在EMI方面，我们也一定要考虑电感。实际器件并不像许多人认为的那样对称。电感有一个磁芯，磁芯周围绕着电线。绕组总有一个起始端和一个结束端。起始端连接到电感的内绕组，结束端从电感的外绕组接出。图4所示为典型的鼓式电感的示意图。绕组的起始端通常在器件上标有一个圆点。将起始端连接到高噪声开关节点，将结束端连接到安静的电压很重要。对于降压稳压器，安静的电压就是输出电压。这样，外绕组上的固定电压，可以在电气上屏蔽内绕组上的交流开关节点电压，从而电源的EMI将会较低。

  顺便提一下，所谓的屏蔽电感也是如此。具有一定磁导率的屏蔽电感的外部，确实使用了某种屏蔽材料，该材料会收紧封装侧的大部分磁力线。然而，这样一种材料只能抑制磁场，而不能抑制电场。外绕组上的交流电压主要是电气或容性耦合引起的问题，屏蔽电感的屏蔽材料没有抑制此类耦合。因此，屏蔽电感也应放在电路板上，以便将高噪声开关节点连接到绕组起始端，从而将EMI降到最低。

  工程课程正常情况下不会教授怎么来实现良好的电路板布局布线。高频RF类课程会研究走线阻抗的重要性，但需要自行构建系统电源的工程师，通常不会将电源视为高频系统，而忽视了电路板布局布线的重要性。电路板布局布线不当引起的大多数问题，都可以归结为未控制交流电流走线尽可能短并且紧凑。了解本文所述电路板布局布线准则背后的理由并严格遵守，将能够把开关模式电源的任何PCB有关问题降到最小。