Frederik Dostal (ADI慕尼黑公司 电源办理现场运用工程师)
摘要:介绍了关于在开关形式电源印制板上放置电感的辅导主张。
要害词:开关稳压器;PCB;线圈
问题:
线圈应该放在哪里?
答复:
用于电压转化的开关稳压器运用电感来暂时存储能量。这些电感的尺度一般十分大,必须在开关稳压器的印制电路板(PCB)布局中为其组织方位。这项使命并不难,因为经过电感的电流可能会改变,但并非瞬间改变。改变只可能是接连的,一般相对缓慢。
开关稳压器在两个不同途径之间来回切换电流。这种切换十分快,详细切换速度取决于切换边际的持续时间。电流流经的走线称为热回路或沟通电流途径,其在一个开关状况下传导电流,在另一个开关状况下不传导电流。在PCB布局中,应使热回路面积小且途径短,以便最大极限地减小这些走线中的寄生电感。寄生走线电感会发生无用的电压失调并导致电磁搅扰(EMI)。
图1所示为一个降压调节器,其间要害热回路显现为虚线。能够看出,线圈L1不是热回路的一部分。因而,能够假定该电感器的放置方位并不重要。使电感器坐落热回路以外是正确的——因而在第一个实例中,安放方位是非必须的。不过,应该遵从一些规矩。
不得在电感下方(PCB外表或下方都不可)、在内层里或PCB反面布设灵敏的操控走线。受电流活动的影响,线圈会发生磁场,成果会影响信号途径中的弱小信号。在开关稳压器中,一个要害信号途径是反应途径,其将输出电压连接到开关稳压器IC或电阻分压器。
还应留意,实践线圈既有电容效应,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。成果,线圈里的电压改变与开关节点处的电压相同激烈而敏捷。因为电路中的开关时间十分短且输入电压很高,PCB上的其他途径上会发生相当大的耦合效应。因而,灵敏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,黄色反应途径离线圈L1有必定间隔。它坐落PCB的内层。
一些电路设计者乃至不期望线圈下的PCB中有任何铜层。例如,它们会在电感下方供给切断,即便在接地平面层中也是如此。其方针是避免线圈下方接地平面因线圈磁场构成涡流。这种办法没有错,但也有争辩以为,接地平面要坚持一致,不该中止:• 用于屏蔽的接地平面在不中止时作用最佳。
• PCB的铜越多,散热越好。
• 即便发生涡流,这些电流也只能部分活动,只会形成很小的损耗,而且简直不会影响接地平面的功用。
因而,笔者赞同接地平面层,乃至是线圈下方,也应坚持完好的观念。
总归,咱们能够得出结论,尽管开关稳压器的线圈不是临界热回路的一部分,但不在线圈下方或接近线圈处布灵敏的操控走线却是正确的。PCB上的各种平面——例如,接地平面或V DD 平面(电源电压)——能够接连结构,无需切断。
作者简介:
Frederik Dostal,电源办理现场运用工程师。结业于德国爱尔兰根大学微电子学专业。于2001年开端作业,进入电源办理事务,曾担任多种运用工程师职位,并在亚利桑那州凤凰城作业了4年,担任开关形式电源。他于2009年参加坐落慕尼黑的ADI公司。
本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第7期第23页,欢迎您写论文时引证,并注明出处