電源PCB上電感應該放在哪裏合適?
發布時間:2019-11-21 責任編輯:xueqi
【導讀】用於電壓轉換的開關穩壓器使用電感來臨時存儲能量。這些電感的尺寸通常非常大,必須在開關穩壓器的印刷電路板(PCB)布局中為其安排位置。
這項任務並不難,因為通過電感的電流可能會變化,但並非瞬間變化。變化隻可能是連續的,通常相對緩慢。
開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)在(zai)兩(liang)個(ge)不(bu)同(tong)路(lu)徑(jing)之(zhi)間(jian)來(lai)回(hui)切(qie)換(huan)電(dian)流(liu)。這(zhe)種(zhong)切(qie)換(huan)非(fei)常(chang)快(kuai),具(ju)體(ti)切(qie)換(huan)速(su)度(du)取(qu)決(jue)於(yu)切(qie)換(huan)邊(bian)緣(yuan)的(de)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)。開(kai)關(guan)電(dian)流(liu)流(liu)經(jing)的(de)走(zou)線(xian)稱(cheng)為(wei)熱(re)回(hui)路(lu)或(huo)交(jiao)流(liu)電(dian)流(liu)路(lu)徑(jing),其(qi)在(zai)一(yi)個(ge)開(kai)關(guan)狀(zhuang)態(tai)下(xia)傳(chuan)導(dao)電(dian)流(liu),在(zai)另(ling)一(yi)個(ge)開(kai)關(guan)狀(zhuang)態(tai)下(xia)不(bu)傳(chuan)導(dao)電(dian)流(liu)。在(zai)PCBbujuzhong,yingshirehuilumianjixiaoqielujingduan,yibianzuidaxiandudijianxiaozhexiezouxianzhongdejishengdiangan。jishengzouxiandianganhuichanshengwuyongdedianyashitiaobingdaozhidianciganrao(EMI)。

圖1:用於降壓轉換的開關穩壓器(帶如虛線所示的關鍵熱回路)。
圖1所示為一個降壓調節器,其中關鍵熱回路顯示為虛線。可以看出,線圈L1不是熱回路的一部分。因此,可以假設該電感器的放置位置並不重要。使電感器位於熱回路以外是正確的——因此在第一個實例中,安放位置是次要的。不過,應該遵循一些規則。
不得在電感下方(PCB表麵或下方都不行)、在內層裏或PCBbeimianbushemingandekongzhizouxian。shoudianliuliudongdeyingxiang,xianquanhuichanshengcichang,jieguohuiyingxiangxinhaolujingzhongdeweiruoxinhao。zaikaiguanwenyaqizhong,yigeguanjianxinhaolujingshifankuilujing,qijiangshuchudianyalianjiedaokaiguanwenyaqiIC或電阻分壓器。
還應注意,實際線圈既有電容效應,也有電感效應。第一個線圈繞組直接連接到降壓開關穩壓器的開關節點,如圖1所示。結果,線圈裏的電壓變化與開關節點處的電壓一樣強烈而迅速。由於電路中的開關時間非常短且輸入電壓很高,PCB上的其他路徑上會產生相當大的耦合效應。因此,敏感的走線應該遠離線圈。

圖2:帶有線圈安放位置的ADP2360降壓轉換器的示例電路。
圖2所示為ADP2360的示例布局。在本圖中,圖1中的重要熱回路標為綠色。從圖中可見,黃色反饋路徑離線圈L1有一定距離。它位於PCB的內層。
一些電路設計者甚至不希望線圈下的PCB中(zhong)有(you)任(ren)何(he)銅(tong)層(ceng)。例(li)如(ru),它(ta)們(men)會(hui)在(zai)電(dian)感(gan)下(xia)方(fang)提(ti)供(gong)切(qie)口(kou),即(ji)使(shi)在(zai)接(jie)地(di)平(ping)麵(mian)層(ceng)中(zhong)也(ye)是(shi)如(ru)此(ci)。其(qi)目(mu)標(biao)是(shi)防(fang)止(zhi)線(xian)圈(quan)下(xia)方(fang)接(jie)地(di)平(ping)麵(mian)因(yin)線(xian)圈(quan)磁(ci)場(chang)形(xing)成(cheng)渦(wo)流(liu)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)沒(mei)有(you)錯(cuo),但(dan)也(ye)有(you)爭(zheng)論(lun)認(ren)為(wei),接(jie)地(di)平(ping)麵(mian)要(yao)保(bao)持(chi)一(yi)致(zhi),不(bu)應(ying)中(zhong)斷(duan):
用於屏蔽的接地平麵在不中斷時效果最佳。
PCB的銅越多,散熱越好。
即使產生渦流,這些電流也隻能局部流動,隻會造成很小的損耗,並且幾乎不會影響接地平麵的功能。
因此,同意接地平麵層,甚至是線圈下方,也應保持完整的觀點。
總zong之zhi,我wo們men可ke以yi得de出chu結jie論lun,雖sui然ran開kai關guan穩wen壓ya器qi的de線xian圈quan不bu是shi臨lin界jie熱re回hui路lu的de一yi部bu分fen,但dan不bu在zai線xian圈quan下xia方fang或huo靠kao近jin線xian圈quan處chu布bu敏min感gan的de控kong製zhi走zou線xian卻que是shi明ming智zhi的de。PCB上的各種平麵——例如,接地平麵或VDD平麵(電源電壓)——可以連續構造,無需切口。
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