深亚学堂 | PMU电源管理单元布局

PMU（全称Power Management Unit），即电源管理单元，是一种高度集成、针对便携式应用的电源管理方案，它将传统分离的若干类电源管理器件，如直流/直流转换器（DC/DC）、低压差线性稳压器（LDO）集成到一个封装里，缩小了组建数量和板级空间之余，同时实现更高的电源转换效率，其功耗更低。

一、PMU一般组成内容

1）DC/DC开关电源

2）LDO低压差线性稳压电源

3）控制部分的电阻、电容

PMU多被用于消费电子特定主芯片配套的电源管理集成单元，能提供给主控和其他外设不同电压的电源、以及同电压电源供给不同工作单元，如相机、射频等。为了节省能耗，还配备有开关机控制电路，另外还有充电控制等，对过压、欠压、过温等有额外的保护电路，使所有单元能正常工作。

此处为例的PMU封装采用TQFN-48（6x6），有占用空间小，适用于越来越小的电子产品需求，功耗更低、更高效的转换效率让电子产品使用得更加持久。

二、PMU模块的布局顺序

一般针对PMU模块，会先对其DC/DC开关电源模块进行优先布局，相对小电源LDO则是次之，最后才是控制电路部分。

——————————————————————————————————

使用原理图与PCB文件的交互选项，能大大提高以下模块布局的效率

——————————————————————————————————

1、DC/DC模块布局

• 先找出输入、输出的电源主干道

分析原理图，明确电源的输入输出的主回路，把输入输出的元器件进行分离

• 输入部分的滤波电容需要靠近IC管脚

注意大小电容的放置原则，从电源输入路径上看，先经过（容值）大电容，再经过小电容；至于为何要放置在IC管脚附近，是因为尽量使干扰在经过电容以后，以最小的绝对路径进入电源芯片，使得电源在传输过程中，不容易受到外界干扰

• 对电源部分进行“一字型”或“L型”布局

对于使用到的目标电源芯片需要查找相关的DataSheet，如下图，查看是否有关于布局及布线的推荐说明，没有时，可对电源部分进行“一字型”或“L型”布局，可使电流的路径最短，电源损耗也最少

根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场；电场和磁场它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。磁场在相同方向时，其产生的影响会相互叠加，相互垂直时所产生的影响能相互抵消，因此，对于输出多路的开关电源尽量使相邻的电感垂直放置。

上图从外界的电源输入，到输出，布局呈“一字型”

• 根据空间合理性以及工艺，合理地选择摆放器件的层，尽量考虑到后期走线

其中需要注意的是：优先完成单个通道的模块电路布局，其他相同的模块电路的其他通道，可以参考前一个通道的布局方式。

2、LDO模块布局

根据电源流向，大致规划走线路径，并靠近电源芯片进行放置。找出输入、输出的电源主干道

• 滤波电容也同样按照（容值）先大后小、就近（电源芯片管脚）原则放置

3、控制部分布局

由于控制部分传输的是有效电平信号，传输距离对其产生的影响远不及电源部分的大，因而其电路中的少量元件可以进行插空布局。对于空间的考虑，可以适当采用顶底贴件的方式，合理利用布局空间，缩小板子的布局布线体积。