关于在开关模式电源印刷电路板上放置电感的指南

问题:
线圈应该放在哪里?
回答:
用于电压转换的开关稳压器使用电感来临时存储能量。这些电感的尺寸通常非常大,必须在开关稳压器的印刷电路板(pcb)布局中为其安排位置。这项任务并不难,因为通过电感的电流可能会变化,但并非瞬间变化。变化只可能是连续的,通常相对缓慢。
开关稳压器在两个不同路径之间来回切换电流。这种切换非常快,具体切换速度取决于切换边缘的持续时间。电流流经的走线称为热回路或交流电流路径,其在一个开关状态下传导电流,在另一个开关状态下不传导电流。在pcb布局中,应使热回路面积小且路径短,以便最大限度地减小这些走线中的寄生电感。寄生走线电感会产生无用的电压失调并导致电磁干扰(emi)。
图1.用于降压转换的开关稳压器(带如虚线所示的关键热回路)。
图1所示为一个降压调节器,其中关键热回路显示为虚线。可以看出,线圈l1不是热回路的一部分。因此,可以假设该电感器的放置位置并不重要。使电感器位于热回路以外是正确的——因此在第一个实例中,安放位置是次要的。不过,应该遵循一些规则。
不得在电感下方(pcb表面或下方都不行)、在内层里或pcb背面布设敏感的控制走线。受电流流动的影响,线圈会产生磁场,结果会影响信号路径中的微弱信号。在开关稳压器中,一个关键信号路径是反馈路径,其将输出电压连接到开关稳压器ic或电阻分压器。
图2.带有线圈安放位置的adp2360降压转换器的示例电路。
还应注意,实际线圈既有电容效应,也有电感效应。第一个线圈绕组直接连接到降压开关稳压器的开关节点,如图1所示。结果,线圈里的电压变化与开关节点处的电压一样强烈而迅速。由于电路中的开关时间非常短且输入电压很高,pcb上的其他路径上会产生相当大的耦合效应。因此,敏感的走线应该远离线圈。
图2所示为adp2360的示例布局。在本图中,图1中的重要热回路标为绿色。从图中可见,黄色反馈路径离线圈l1有一定距离。它位于pcb的内层。
一些电路设计者甚至不希望线圈下的pcb中有任何铜层。例如,它们会在电感下方提供切口,即使在接地平面层中也是如此。其目标是防止线圈下方接地平面因线圈磁场形成涡流。这种方法没有错,但也有争论认为,接地平面要保持一致,不应中断:
用于屏蔽的接地平面在不中断时效果最佳。
pcb的铜越多,散热越好。
即使产生涡流,这些电流也只能局部流动,只会造成很小的损耗,并且几乎不会影响接地平面的功能。
因此,我同意接地平面层,甚至是线圈下方,也应保持完整的观点。
总之,我们可以得出结论,虽然开关稳压器的线圈不是临界热回路的一部分,但不在线圈下方或靠近线圈处布敏感的控制走线却是明智的。pcb上的各种平面——例如,接地平面或vdd平面(电源电压)——可以连续构造,无需切口。


小米5c正式升级安卓7.1,官方推送
LTC3649降压型稳压器的性能及设计应用
网络变压器及RJ45网口在PCB板上的EMC方案设计要点有哪一些
显示器设计的灵活性对满足不同类型穿戴设备的需要很有帮助
DS1308串行实时时钟
关于在开关模式电源印刷电路板上放置电感的指南
华为Mate30系列和华为智慧屏无法预装谷歌关键应用
小米MIUI9最新消息:MIUI9适配机型汇总,堪称业界良心有你的手机吗?
NVIDIA GPU再创壮举,距真正会话AI又进一步!
钠离子电池的电解质分类
AMD推出新显卡,性能比RX 5500XT高出35%
SMT.电子生产中的静电防护技术!
Maxim推出MAX33012E控制器局域网 (CAN) 总线接收器和MAX33072E RS-485半双工收发器
智能电力运维云平台的功能都有哪些
2018年全球X86服务器市场强劲复苏
PCB设计:AC耦合电容的影响
西部数据公司推出两款NVMeTM SSD新系列产品
工控触屏一体机的应用领域
传感器技术助力打造智慧城市
魅族PRO7最新消息,背面纹路很漂亮,副屏与山水融合得恰到好处!