DCDC电路中电感在PCB设计中的注意事项

前几天,小编在公司研发案例库中,看到一篇因DCDC电感在PCB中不合理的设计导致机器概率性进入dump模式的debug文章。今日由感而发,就来写一篇关于DCDC 电感在PCB设计中的注意事项。

一 关于电感

1)非屏蔽工字型电感
其磁路由磁芯和空气共同构成,所以其磁力线会完全暴露在空气中,没有任何的磁屏蔽。
DCDC电路中电感在PCB设计中的注意事项_第1张图片

2)半屏蔽电感
这种电感在工字形电感的基础上,在电感外围增加了磁屏蔽材料。由于导磁材料磁阻小,因此磁力线基本被锁定在导磁材料中,只有少部分磁场会从气隙中溢出,这种电感对外的漏磁量很少。
DCDC电路中电感在PCB设计中的注意事项_第2张图片

3)一体成型电感
这种电感是将绕组和导磁材料一次铸造而成,内部只开有很小的气隙,防止电感饱和,这种电感基本不存在磁力线的溢出。
DCDC电路中电感在PCB设计中的注意事项_第3张图片

二 关于铺铜与走线

都知道,DCDC工作时,流经电感的电流是变化的,变化的电流产生磁感线,在导体表面磁感线会形成闭合的磁回路。 DCDC电路中电感在PCB设计中的注意事项_第4张图片
部分磁会溢出空气中,如果这个时候铺铜的话,铜皮在变化的磁场中,感应出涡流,多多少少会存在一点反向磁场,抵消电感的一些磁场,进而影响到电感的感量,但同时可减少电感磁场对外界的散发,对EMI有益。然而涡流的产生必然会带来热量,其也致使了电源效率的降低。 DCDC电路中电感在PCB设计中的注意事项_第5张图片
而如果不选择铺铜的话,磁感线将会穿过PCB,干扰到板层中的信号。除此之外,还会产生EMI问题。然而对于电感的使用以及电源的效率比铺铜时有益。

在多数设计当中,设计者往往会权衡利弊,选择最多的即是DCDC的电感投影区的表层净空,二三层选择铺铜,其余层避开敏感的高速信号线与电源走线。如果项目上使用的是一体成型电感,可减少这方面考虑。

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