一直以來(lái),工程師朋友們對(duì)DCDC電源的電感底部是否應(yīng)該鋪銅持有不同意見。
一種觀點(diǎn)認(rèn)為,在電感下方鋪銅在地平面產(chǎn)生渦流,渦流效應(yīng)會(huì)影響功率電感的感量,渦流也會(huì)增加系統(tǒng)損耗,同時(shí)地平面的噪音會(huì)影響其他高速信號(hào);
另一種觀點(diǎn)認(rèn)為,完整地平面鋪銅有利于EMI設(shè)計(jì),還能夠有利于散熱。今天,小編來(lái)為大家解答上述疑慮。
討論這個(gè)問題之前,我們首先來(lái)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(gòu)成,所以其磁力線會(huì)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(chǔ)上,在電感外圍增加了磁屏蔽材料。由于導(dǎo)磁材料磁阻小,因此磁力線基本被鎖定在導(dǎo)磁材料中,只有少部分的磁場(chǎng)會(huì)從氣隙中溢出,故這種電感對(duì)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(dǎo)磁材料一次鑄造而成,內(nèi)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(píng)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(chǎng)合。我們通過判定電感電流紋波的大小來(lái)判定銅皮對(duì)電感感量的影響。
實(shí)驗(yàn)表明,僅當(dāng)采用工字型電感時(shí),將銅皮靠近電感,電感電流的峰峰值會(huì)增大8%左右。而當(dāng)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(jié)論,在電感底部鋪銅,僅對(duì)非屏蔽電感的感量有少量影響,對(duì)屏蔽電感感量則幾乎沒有影響。
接下來(lái)我們看下,電感底部鋪銅有哪些優(yōu)勢(shì)呢?
我們知道,當(dāng)在電感底部鋪銅時(shí),電感或者其他高頻回路產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)在鋪銅處產(chǎn)生渦流,渦流的作用會(huì)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(chǎng)向下傳播,減小高頻磁場(chǎng)對(duì)空間內(nèi)其他元器件的影響,從而有利于EMI的測(cè)試。
進(jìn)一步,如果我們將EMI濾波元件及接插件于背面放置,則能進(jìn)一步優(yōu)化EMI的性能。
結(jié)論
所以,對(duì)于電感底部是否應(yīng)該鋪銅這個(gè)問題,從EMI的角度,小編建議鋪銅;從電感感量的角度,對(duì)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(duì)于工字型電感,鋪銅對(duì)電感感量有少許影響,工程師可以視情況而定。
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原文標(biāo)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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