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升壓型DC/DC轉換器的PCB布局-電感的配置

李濤 ? 來源:喬伊斯e ? 作者:喬伊斯e ? 2023-02-22 16:41 ? 次閱讀

上一篇文章已就升壓型DC/DC轉換器的輸出電容器和升壓型DC/DC轉換器的續流二極管的配置進行了說明。本文將繼續就升壓型DC/DC轉換器需要配置的元器件--電感的配置進行說明。

電感的配置

完成升壓型DC/DC轉換器的輸出電容器和升壓型DC/DC轉換器的續流二極管的配置后,我們來配置升壓型DC/DC轉換器的電感。

為了盡量地降低來自開關節點的輻射噪聲,應將電感L配置在開關MOSFET Q2附近,并盡量避免擴大不必要的布線銅箔面積。考慮到降低布線電阻和利用銅箔散熱,可通過采取擴大銅箔面積的方法,但是若面積過大,則可能起到天線的作用,從而增大EMI。

在考慮布線電阻、散熱、天線效應的基礎上,電流耐受能力是決定布線寬度的因素之一。在下表中,記錄了因流過的電流和導體寬度而引起的溫升情況。例如,當2A的電流流經導體厚度為35μm的布線時,如果要將溫升控制在20℃以下,需要參考Δt=20℃的曲線(淡藍色)2A時的布線寬度。此時,導體寬度只要有0.53mm就可以了。

poYBAGPy0ueAXbOgAADqWskbuQw110.png

實際上,由于布線受到外圍元器件的發熱和環境溫度的影響,因此,建議選擇具有足夠余量的導體寬度。例如,若為1OZ(35μm)的電路板,則每1A其導體寬度應為1mm以上,若為2OZ(70μm)的電路板,則每1A其導體寬度應為0.7mm以上等,且一般情況下考慮了余量的設計規則也適用于其他情況。

從EMI的角度對布線面積進行優化的布局示例,以及擴大不必要布線面積的不良布局示例如下所示。圖中已加深說明對象部分的顏色。

poYBAGPy0umAQnfRAABwTfId1xo228.png

關于電感的配置,還需注意其他兩點。其一,電感的正下方不可配置接地層。由于接地層產生的渦電流導致磁力線發生抵消效應,因此會造成電感L的電感值降低,損耗增加(Q降低)(參見下圖左側)。非接地的信號線也有因渦電流使開關噪聲傳遞到信號線的可能性。因此,在任何情況下,應避免電感正下方的布線。不得不布線時,請使用漏磁較少的閉磁路電感。

pYYBAGPy0uqAFGYSAAB092wsFbg512.png

其二,電感引腳間的距離。如上圖右側的示例所示,由于引腳部分的銅箔面積過大,當引腳間的實際距離過近時,開關節點的高頻信號經由雜散電容,電容被誘導至輸入。如其他布線示例所示,應盡量縮小電感引腳用的銅箔。

審核編輯:湯梓紅

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