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開(kāi)關(guān)電源的電感擺放位置

來(lái)源:   發(fā)布時(shí)間:2021-04-08   點(diǎn)擊量:679


我們用于開(kāi)關(guān)電源電壓轉(zhuǎn)換的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器是要在使用開(kāi)關(guān)電源電感來(lái)臨時(shí)存儲(chǔ)能量。這些電感的尺寸一般都非常大,所以我們必須在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的印刷電路板布局中為安排位置。這個(gè)任務(wù)并不是很難,因?yàn)?/span>通過(guò)電感的電流可能會(huì)發(fā)生變化,但并不瞬間變化。變化只可能是連續(xù)的,一般來(lái)說(shuō)相對(duì)地比較緩慢。

開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器在兩個(gè)不同路徑之間來(lái)回切換電流。這種切換非常快,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者說(shuō)交流電流路徑,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)地狀態(tài)下不進(jìn)行傳導(dǎo)電流。在開(kāi)關(guān)電源PCB板的布局中,應(yīng)該讓熱回路面積小且路徑短,這樣方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)致開(kāi)關(guān)電源的電磁干擾。

其中關(guān)鍵熱回路顯示為虛線。讓開(kāi)關(guān)電源電感器處在熱回路以外是正確的。

不可以開(kāi)關(guān)電源電感下方、在內(nèi)層里或者是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),它的結(jié)果會(huì)影響信號(hào)路徑中的微弱信號(hào)。在開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器當(dāng)中,一個(gè)關(guān)鍵信號(hào)路徑是反饋路徑,將輸出電壓連接到開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器IC或者是電阻分壓器。

我們還應(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)接點(diǎn)。結(jié)果,線圈的電壓變化開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)處的電壓一樣強(qiáng)烈并且迅速。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源電路中的開(kāi)關(guān)時(shí)間非常短且輸入電壓很高,開(kāi)關(guān)電源PCB上的其他路徑上會(huì)產(chǎn)生大的耦合效應(yīng)。所以,敏感的開(kāi)關(guān)電源走線應(yīng)該遠(yuǎn)離線圈。

一些電路設(shè)計(jì)者他們甚至不希望線圈下的開(kāi)關(guān)電源PCB板當(dāng)中有任何銅層。說(shuō),它們會(huì)在電感下方提供一個(gè)切口,便是在接地平面層中也是如此。它的目標(biāo)是防止線圈下方接地平面因線圈磁場(chǎng)形成渦流。這種方法沒(méi)有錯(cuò),但有爭(zhēng)論存在比如是接地平面要保持一致,不應(yīng)中斷:

來(lái)屏蔽的接地平面在不中斷時(shí)效果會(huì)很好。開(kāi)關(guān)電源PCB的銅越多,散熱越好。即便產(chǎn)生渦流,這些電流也只可以進(jìn)行局部流動(dòng),只會(huì)造成一個(gè)很小的損耗,并且基本不會(huì)影響接地平面的功能。

所以,同意接地平面層,甚至是開(kāi)關(guān)電源線圈下方,也應(yīng)該要保持一個(gè)完整的觀點(diǎn)。

總而言之,我們可以由此得出結(jié)論,雖然開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的線圈不是臨界熱回路的一部分,但不在線圈下方或者是靠近線圈處布敏感的控制走線卻是十分明智的。


 

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