DC-DC電源電路中的電感底部是否應(yīng)該鋪銅

對于DC-DC 電源電路中的電感底部是否應(yīng)該鋪銅這個(gè)問題，工程師們常常意見有分歧。

一種觀點(diǎn)認(rèn)為，電感下方鋪銅會(huì)在參考面上產(chǎn)生渦流，渦流會(huì)影響功率電感的電感量并增加系統(tǒng)損耗，而地面噪聲會(huì)影響其他高速信號，不宜在功率電感下方鋪銅；

另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為，完整的銅平面可以降低 EMI 并改善散熱，應(yīng)該鋪銅。到底應(yīng)不應(yīng)該鋪銅，我們先從電感來分析回答這個(gè)問題。

功率電感可以分成三類：

1）非屏蔽電感

非屏蔽電感的磁路的核心由空氣組成，這意味著它的磁力線完全暴露在空氣中，沒有任何磁屏蔽，如工字電感等。

2）半屏蔽電感

半屏蔽電感是在非屏蔽電感的基礎(chǔ)之上，將磁屏蔽材料結(jié)合在電感外圍。由于導(dǎo)磁材料的磁阻小，磁力線基本上被鎖定在材料中。只有一小部分磁場會(huì)從氣隙中溢出。因此，這種電感的外部漏磁極小。

3）一體成型電感

一體成型電感將繞組和磁性材料一次澆筑而成，只在內(nèi)部留下一個(gè)很小的氣隙以防止電感飽和。因此，這類電感在很大程度上沒有磁力線溢出。

圖1 電感分類

現(xiàn)在我們通過鋪銅和不鋪銅的板子進(jìn)行分析：

1）不鋪銅

圖2是電感線圈周圍的磁場圖，電感下方?jīng)]有鋪銅。電感線圈的強(qiáng)磁場線出現(xiàn)在PCB的底部以及其靠近PCB的地方，并耦合到其附近任何連接的線徑中（關(guān)注公眾號 電路一點(diǎn)通）PCB上的濾波器組件被空氣旁路。這使得滿足EMI目標(biāo)非常困難，但不會(huì)出現(xiàn)渦流等不利因素。

圖2 電感下方不鋪銅4層PCB

2）鋪銅

當(dāng)在電感底部鋪銅時(shí)(圖3)，電感或者其他高頻回路產(chǎn)生的磁場會(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（通常小于5％），這就像電磁屏蔽罩一般，可以“阻斷”磁場向下傳播，減小高頻磁場對空間內(nèi)其他元器件的影響，從而有利于EMI的測試。如果我們將EMI濾波元件及接插件放置在背面，則還能進(jìn)一步優(yōu)化EMI的性能。

圖3 電感下方鋪銅4層PCB

3）結(jié)論

根據(jù)以上討論，我們建議：

1）如果產(chǎn)品對EMI要求較高時(shí)，為了能夠滿足EMI要求，不管是非屏蔽電感還是一體成型電感，建議電感下方鋪銅；

2）如果設(shè)計(jì)時(shí)可以優(yōu)先選用屏蔽型電感，因?yàn)殡姼谢緵]有影響，因此也建議鋪銅；

3）對于工字型電感，因鋪銅對電感量有少許影響，可視情況而定；個(gè)人建議不鋪銅。

審核編輯：湯梓紅