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      PCB廠講電源電路中,電感底部需要鋪地嗎?

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      人氣:-發表時間:2024-01-17 11:33【

      PCB廠了解到,電感有交變電流,電感底部鋪銅會在地平面上產生渦流,渦流效應會影響功率電感的電感量,渦流也會增加系統的損耗,同時交變電流產生的噪聲會增加地平面的噪聲,會影響其他信號的穩定性。


      在EMC方面來看,在電感底部鋪銅,完整的地平面鋪銅有利于EMI的設計;現在的電感的生產工藝升級,電感采用屏蔽型電感,泄露的磁感線很少,對電感的感量影響不大,還能有利于散熱。


      實際工程中又該如何去選擇呢?


      深聯電路線路板廠的工程中該如何選擇,首先要了解電感的構造。我們常用電感有非屏蔽工字型電感、半屏蔽電感、一體成型電感。那它們有什么特點呢?

        非屏蔽工字電感,磁路由磁芯和空氣共同構成,其磁感線會完全暴露在空氣中,沒有任何的磁屏蔽。


        半屏蔽電感,由其骨架結構可以看出,在工字電感的基礎上,在電感外圍增加了磁屏蔽材料。因為磁屏蔽材料的磁阻小,磁感線基本被鎖定在導磁材料中,只有很少一部分的磁場會從氣隙中泄露出來,所以能起到一定的屏蔽作用。


        一體成型電感,在電感生產時將繞組和導磁材料一次鑄造而成,內部只有很小的氣隙,防止電感飽和,所以這種電感基本沒有什么磁感線溢出。


        實驗非屏蔽工字電感和屏蔽電感銅皮對電感量的影響。


        實驗發現非屏蔽工字電感有銅皮的條件下,電感量有減小,而屏蔽型電感幾乎沒有影響。


      電路板廠講電感底部敷銅與否對電源有什么影響呢?


      思考這個問題前首先回顧了解下渦流效應。磁感線由N到S級,存在交變磁場經過導體表面時,由電磁感應定律可知,在導體表面形成感應電流,感應電流產生的磁場方向總是會起到消弱原磁場大小的作用。

        下面是Boost升壓DC/DC電路電流環路的情況,來聊聊電感底部敷銅對電源設計的影響。

        當Boost升壓正常工作時,電感中流過負載電流,形成回路。由于開關管的存在,電流是動態變化的,由此可形成電感的磁感線,在導體的表面部分磁感線回形成封閉的磁回路,部分磁路會形成漏磁溢出到空氣中。如果電感底部沒有敷銅時,從電感中溢出的磁感線會在整個電源系統中存在,使系統沒有相對安靜的空間,會造成EMI的性能下降。

        如果電感底部敷上完整的銅時,在電感的底部平面會產生渦流效應,渦流會將抵消部分漏感產生的磁場,使得原漏磁感應線消弱。電感底部敷銅,產生的渦流就如同電磁屏蔽罩一樣,阻斷了磁感應線向下傳播,因而可以將電感產生的高頻磁場屏蔽在導體的一面,這樣極大的減小高頻磁場對空間中其他元器件的影響。

        從兩個角度來看,站在EMI的角度,建議敷銅;站在電感感量的角度,屏蔽型電感感量沒有影響,所以也建議敷銅,而僅工字電感底部敷對電感感量有少許影響,所以在實際的工程中視情況而定。


        在實際的線路板布局中,開關出的濾波器放在與電感相反的線路板平面,更有利于避免高頻干擾濾波元器件,防止高頻干擾通過線傳輸出去。


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