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开关电源的电感摆放位置

来源:   发布时间:2021-04-08   点击量:651


我们用于开关电源电压转换的开关稳压器是要在使用开关电源电感来临时存储能量。这些电感的尺寸一般都非常大,所以我们必须在开关稳压器的印刷电路板布局中为安排位置。这任务并不是很难,因为通过电感的电流可能会发生变化,但并不瞬间变化。变化只可能是连续的,一般来说相对地比较缓慢。

开关电源开关稳压器在两个不同路径之间来回切换电流。这种切换非常快,具体切换速度取决于切换边缘的持续时间。开关电流流经的走线称为热回路或者说交流电流路径,在一个开关状态下传导电流,在另一个开关地状态下不进行传导电流。在开关电源PCB板的布局中,应该让热回路面积小且路径短,这样方便最大限度地减小这些走线中的寄生电感。寄生走线电感会产生无用的电压失调并导致开关电源的电磁干扰。

其中关键热回路显示为虚线。让开关电源电感器处在热回路以外是正确的。

不可以开关电源电感下方、在内层里或者是PCB背面布设敏感的控制走线。受电流流动的影响,线圈会产生磁场,它的结果会影响信号路径中的微弱信号。在开关电源的开关稳压器中,一个关键信号路径是反馈路径,将输出电压连接到开关电源开关稳压器IC或者是电阻分压器。

我们还应注意,实际线圈既有电容效应,也有电感效应。第一个线圈绕组直接连接到降压开关稳压器的开关接点结果,线圈的电压变化开关节点处的电压一样强烈并且迅速。因为开关电源电路中的开关时间非常短且输入电压很高,开关电源PCB上的其他路径上会产生大的耦合效应。所以,敏感的开关电源走线应该远离线圈。

一些电路设计者他们甚至不希望线圈下的开关电源PCB板当中有任何铜层。,它们会在电感下方提供一个切口,便是在接地平面层中也是如此。它的目标是防止线圈下方接地平面因线圈磁场形成涡流。这种方法没有错,但有争论存在比如是接地平面要保持一致,不应中断:

屏蔽的接地平面在不中断效果会很好开关电源PCB的铜越多,散热越好。即便产生涡流,这些电流也只可以进行局部流动,只会造成一个很小的损耗,并且基本不会影响接地平面的功能。

所以,同意接地平面层,甚至是开关电源线圈下方,也应该要保持一个完整的观点。

总而言之,我们可以由此得出结论,虽然开关电源开关稳压器的线圈不是临界热回路的一部分,但不在线圈下方或者是靠近线圈处布敏感的控制走线却是十分明智的。


 

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