在開關模式電源印制板上放置電感的指南


原標題:在開關模式電源印制板上放置電感的指南
在開關模式電源(SMPS)印制電路板(PCB)上放置電感時,需要遵循一定的指南以確保電源的穩(wěn)定性和效率。以下是一些關鍵的步驟和注意事項:
一、了解電感的作用和特性
作用:電感在開關模式電源中主要用于臨時存儲能量,幫助實現電壓的轉換和穩(wěn)定。
特性:通過電感的電流可以變化,但并非瞬間變化,而是連續(xù)的、相對緩慢的變化。同時,電感會產生磁場,這可能會影響周圍的信號路徑。
二、確定電感的位置
熱回路外部:由于電感不是熱回路的一部分,因此其放置位置在初步設計時是次要的。然而,為了避免寄生電感的影響,應使熱回路面積小且路徑短。
避免敏感走線下方:不得在電感下方(無論是PCB表面還是下方)、在內層里或PCB背面布設敏感的控制走線。這是因為電流的流動會使線圈產生磁場,從而影響信號路徑中的微弱信號。
三、優(yōu)化布局和布線
反饋路徑:在開關穩(wěn)壓器中,關鍵信號路徑之一是反饋路徑,它將輸出電壓連接到開關穩(wěn)壓器IC或電阻分壓器。為了確保反饋信號的準確性,應使反饋路徑遠離電感的位置。
接地平面:一些電路設計者可能會選擇在電感下方提供切口,以防止線圈下方接地平面因線圈磁場形成渦流。然而,也有觀點認為保持接地平面的一致性(不中斷)對于屏蔽效果更佳。實際上,即使產生渦流,這些電流也只能局部流動,只會造成很小的損耗,并且?guī)缀醪粫绊懡拥仄矫娴墓δ?。因此,可以根據實際情況選擇是否在線圈下方提供切口。
散熱考慮:PCB上的銅越多,散熱越好。因此,在布局時可以考慮增加銅層的面積以提高散熱效果。
四、注意事項
耦合效應:由于電路中的開關時間非常短且輸入電壓較高,因此在PCB上的其他路徑上可能會產生相當大的耦合效應。敏感的走線應遠離線圈的位置以減少耦合干擾。
電容效應:實際線圈既具有電容效應也具有電感效應。在布局時應考慮這些因素對電路性能的影響。
空間限制:電感的尺寸通常較大,因此在布局時需要充分考慮空間限制,確保電感能夠正確安裝并與其他元件保持適當的距離。
綜上所述,在開關模式電源印制板上放置電感時,需要綜合考慮電感的作用、特性、位置、布局布線以及注意事項等多個因素。通過合理的布局和布線設計,可以確保電源的穩(wěn)定性和效率,同時減少電磁干擾和寄生電感的影響。
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