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PCB設(shè)計(jì)上開(kāi)關(guān)電源的電感應(yīng)該如何正確擺放

2020-12-16 | pdf | 0.14 MB | 次下載 | 5積分

資料介紹

  首先拋出問(wèn)題:線圈應(yīng)該放在哪里?

  用于電壓轉(zhuǎn)換的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器使用電感來(lái)臨時(shí)存儲(chǔ)能量。這些電感的尺寸通常非常大,必須在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的印刷電路板(PCB)布局中為其安排位置。這項(xiàng)任務(wù)并不難,因?yàn)橥ㄟ^(guò)電感的電流可能會(huì)變化,但并非瞬間變化。變化只可能是連續(xù)的,通常相對(duì)緩慢。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器在兩個(gè)不同路徑之間來(lái)回切換電流。這種切換非???,具體切換速度取決于切換邊緣的持續(xù)時(shí)間。開(kāi)關(guān)電流流經(jīng)的走線稱為熱回路或交流電流路徑,其在一個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)下傳導(dǎo)電流,在另一個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)下不傳導(dǎo)電流。在 PCB 布局中,應(yīng)使熱回路面積小且路徑短,以便最大限度地減小這些走線中的寄生電感。寄生走線電感會(huì)產(chǎn)生無(wú)用的電壓失調(diào)并導(dǎo)致電磁干擾 (EMI)。

  圖 1 所示為一個(gè)降壓調(diào)節(jié)器,其中關(guān)鍵熱回路顯示為虛線。可以看出,線圈 L1 不是熱回路的一部分。因此,可以假設(shè)該電感器的放置位置并不重要。使電感器位于熱回路以外是正確的——因此在第一個(gè)實(shí)例中,安放位置是次要的。不過(guò),應(yīng)該遵循一些規(guī)則。不得在電感下方(PCB 表面或下方都不行)、在內(nèi)層里或 PCB 背面布設(shè)敏感的控制走線。受電流流動(dòng)的影響,線圈會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),結(jié)果會(huì)影響信號(hào)路徑中的微弱信號(hào)。在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中,一個(gè)關(guān)鍵信號(hào)路徑是反饋路徑,其將輸出電壓連接到開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器 IC電阻分壓器。還應(yīng)注意,實(shí)際線圈既有電容效應(yīng),也有電感效應(yīng)。第一個(gè)線圈繞組直接連接到降壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn),如圖 1 所示。結(jié)果,線圈里的電壓變化與開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)處的電壓一樣強(qiáng)烈而迅速。由于電路中的開(kāi)關(guān)時(shí)間非常短且輸入電壓很高,PCB 上的其他路徑上會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的耦合效應(yīng)。因此,敏感的走線應(yīng)該遠(yuǎn)離線圈。

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