一直以來,工程師朋友們對DCDC電源的電感底部是否應該鋪銅持有不同意見。
一種觀點認為,在電感下方鋪銅在地平面產生渦流,渦流效應會影響功率電感的感量,渦流也會增加系統損耗,同時地平面的噪音會影響其他高速信號;
另一種觀點認為,完整地平面鋪銅有利于EMI設計,還能夠有利于散熱。今天,小編來為大家解答上述疑慮。
討論這個問題之前,我們首先來了解電感的常見分類。
第一種是非屏蔽工字型電感
其磁路由磁芯和空氣共同構成,所以其磁力線會完全暴露在空氣中,沒有任何的磁屏蔽。
第二種是半屏蔽電感
這種電感在工字形電感的基礎上,在電感外圍增加了磁屏蔽材料。由于導磁材料磁阻小,因此磁力線基本被鎖定在導磁材料中,只有少部分的磁場會從氣隙中溢出,故這種電感對外的漏磁量很少。
第三種是一體成型電感
這種電感是將繞組和導磁材料一次鑄造而成,內部只開有很小的氣隙,防止電感飽和,因此這種電感基本沒有磁力線的溢出。
我們用MPQ4420的評估板,在電感附近放置一塊接地銅皮,用于模擬電感下方鋪銅的場合。我們通過判定電感電流紋波的大小來判定銅皮對電感感量的影響。
實驗表明,僅當采用工字型電感時,將銅皮靠近電感,電感電流的峰峰值會增大8%左右。而當采用其他材料電感,電感電流峰峰值幾乎不變。
因此我們可以得出結論,在電感底部鋪銅,僅對非屏蔽電感的感量有少量影響,對屏蔽電感感量則幾乎沒有影響。
接下來我們看下,電感底部鋪銅有哪些優勢呢?
我們知道,當在電感底部鋪銅時,電感或者其他高頻回路產生的磁場會在鋪銅處產生渦流,渦流的作用會使得原磁力線被削弱,這就像電磁屏蔽罩一般,可以“阻斷”磁場向下傳播,減小高頻磁場對空間內其他元器件的影響,從而有利于EMI的測試。
進一步,如果我們將EMI濾波元件及接插件于背面放置,則能進一步優化EMI的性能。
結論
所以,對于電感底部是否應該鋪銅這個問題,從EMI的角度,小編建議鋪銅;從電感感量的角度,對于屏蔽型電感,電感感量基本沒有影響,因此也建議鋪銅;僅對于工字型電感,鋪銅對電感感量有少許影響,工程師可以視情況而定。
責任編輯:haq
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原文標題:【短視頻】MPS 電源小課堂第十一話:電感底部鋪地平面違章嗎?
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