开关模式电源用于将一个电压转换为另一个电压。这种电源的效率常日很高，因此，在许多运用中，它取代了线性稳压器。
开关频率与开关转换
开关模式电源以一定的开关频率事情。开关频率既可以是固定的（例如在PWM型掌握中），也可以根据某些成分而变革（例如在PFM或迟滞型掌握中）。无论何种情形，开关模式电源的事情事理，都在于它有一定的开启韶光Ton和一定的关闭韶光Toff.一个50%占空比的范例开关周期。这意味着，在完全周期T的50%韶光里，转换器中有某一电流；在其余50%韶光里，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）并不是很主要。如果它在系统的敏感旗子暗记频率范围内，开关频率或其谐波可能会影响系统。但一样平常而言，开关频率并不是影响系统的最大成分。
在开关模式电源中，真正主要的是开关转换的速率。我们可以看到开关转换在韶光标度上的放大图。在周期T为2us的韶光标度上，对付500kHz PWM开关频率，转换看起来像是一条垂直线。但放大后，我们可以看到，开关转换常日须要30到90ns的韶光。
为什么良好的PCB布局布线非常主要？每2.5cm PCB走线具有大约20nH的走线电感。确切的电感值取决于走线的厚度、宽度和几何形状，但根据履历，一样平常取20nH/2.5cm切实可行。假设一个降压稳压器供应5A的输出电流，我们将会看到电流从0A切换到5A.当开关电流很大且开关转换韶光很短时，我们可以利用下面的公式，打算眇小的走线电感会产生多大的电压偏移：
假设走线长2.5cm（20nH），输出电流为5A（降压稳压器中的5A开关电流），MOSFET功率开关的转换韶光为30ns，那么电压偏移将是3.33V.
由此可见，仅仅2.5cm的走线电感就能产生相称大的电压偏移。这种偏移乃至常常导致开关模式电源完备失落效。将输入电容放在离开关稳压器输入引脚几厘米的地方，常日就会导致开关电源不能事情。在布局布线不当的电路板上，如果开关电源仍能事情，它将产生非常大的电磁滋扰（EMI）。
在上面的公式中，我们唯一能改变的参数是走线电感。我们可以使走线尽可能短，从而降落走线电感。较厚的铜线也有助于降落电感。由于负载所需的功率固定，因此我们无法改变电流参数。对付转换韶光而言，我们可以改变，但一样平常不想改变。减慢转换韶光可以降落产生的电压偏移，从而降落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弘大的电源器件事情。
找到互换电流走线在开关模式电源的PCB布局布线中，最主要的准则因此某种办法使互换走线尽可能短。如果能负责遵守这一准则，良好的电路板布局布线可以说已经成功了80%.为了找到这些在很短的韶光（转换韶光）内将电流从“满电流”变为“无电流”的互换走线，我们将事理图绘制了三次。它是一个大略的降压型开关模式电源。在顶部的事理图中，我们用虚线画出了开启韶光内电流的流动。在中间的事理图中，我们用虚线画出了关闭韶光内电流的流动。底部的事理图特殊值得把稳。这里，我们画出了电流从开启韶光变为关闭韶光的所有走线。
通过这种方法，我们可以轻松找到任何开关模式电源拓扑构造的互换电流走线。在评估现有的电路板布局布线时，一个好的办法是将其打印在纸上，并放上一张透明的塑料板，然后用不同颜色的笔，画出开启韶光和关闭韶光内的电流流向及相应的互换走线。虽然我们方向于认为，能够在头脑中完成这一相对大略的事情，但在思维过程中，我们常常会犯一些小缺点，因此，强烈建议在纸上绘出走线。
实现良好的PCB布局布线降压稳压器的互换走线。必须把稳，某些接地走线也是互换走线，同样须要保持尽可能短。此外，对付这些互换电流路径，建议不要利用任何过孔，由于过孔的电感也相称高。对付这一规则，仅有非常少的例外情形。如果互换路径不该用过孔，将实际导致比过孔本身更大的走线电感，那么建议利用过孔。多个过孔并联优于仅利用单个过孔。
电感的分外考虑在EMI方面，我们也必须考虑电感。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。绕组的起始端常日在器件上标有一个圆点。将起始端连接到高噪声开枢纽关头点，将结束端连接到安静的电压非常主要。对付降压稳压器，安静的电压便是输出电压。这样，外绕组上的固定电压，可以在电气上屏蔽内绕组上的互换开枢纽关头点电压，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，确实利用了某种屏蔽材料，该材料会收紧封装侧的大部分磁力线。然而，这种材料只能抑制磁场，而不能抑制电场。外绕组上的互换电压紧张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，以便将高噪声开枢纽关头点连接到绕组起始端，从而将EMI降到最低。
开关模式电源良好电路板布局布线的根本工程课程一样平常不会教授如何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主要性，但须要自行构建系统电源的工程师，常日不会将电源视为高频系统，而忽略了电路板布局布线的主要性。电路板布局布线不当引起的大多数问题，都可以归结为未掌握互换电流走线尽可能短并且紧凑。理解本文所述电路板布局布线准则背后的情由并严格遵守，将能够把开关模式电源的任何PCB干系问题降到最小。
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