DC/DC的電感下方到底是否鋪銅

電感有交變電流，電感底部鋪銅會在地平面上產(chǎn)生渦流，渦流效應(yīng)會影響功率電感的電感量，渦流也會增加系統(tǒng)的損耗，同時(shí)交變電流產(chǎn)生的噪聲會增加地平面的噪聲，會影響其他信號的穩(wěn)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(shè)計(jì)；現(xiàn)在的電感的生產(chǎn)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(shí)際工程中又該如何去選擇呢？工程中該如何選擇，首先要了解電感的構(gòu)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(diǎn)呢？

非屏蔽工字電感，磁路由磁芯和空氣共同構(gòu)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(jié)構(gòu)可以看出，在工字電感的基礎(chǔ)上，在電感外圍增加了磁屏蔽材料。因?yàn)榇牌帘尾牧系拇抛栊?，磁感線基本被鎖定在導(dǎo)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(chǎn)時(shí)將繞組和導(dǎo)磁材料一次鑄造而成，內(nèi)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

實(shí)驗(yàn)中，我們用 MPS 某款buck芯片評估板來進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)。為了模擬在電感下方鋪設(shè)銅層，我們在電感附近放置一塊接地銅片，然后測量電感電流紋波，用以評估在電感下方鋪銅的影響。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)銅片靠近非屏蔽電感放置時(shí)，峰值電感電流增加了約 8%（見圖 2）。當(dāng)使用其他類型電感時(shí)，電感電流的峰峰值幾乎保持不變。

圖 2：使用 MPS 評估板進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明，在電感底部鋪銅，僅對非屏蔽電感的感量有少量影響，對屏蔽電感感量則幾乎沒有影響。

電感底部敷銅與否對電源有什么影響呢？思考這個(gè)問題前首先回顧了解下渦流效應(yīng)。磁感線由N到S級，存在交變磁場經(jīng)過導(dǎo)體表面時(shí)，由電磁感應(yīng)定律可知，在導(dǎo)體表面形成感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)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(huán)路的情況，來聊聊電感底部敷銅對電源設(shè)計(jì)的影響。

當(dāng)Boost升壓正常工作時(shí)，電感中流過負(fù)載電流，形成回路。由于開關(guān)管的存在，電流是動態(tài)變化的，由此可形成電感的磁感線，在導(dǎo)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(shí)，從電感中溢出的磁感線會在整個(gè)電源系統(tǒng)中存在，使系統(tǒng)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(shí)，在電感的底部平面會產(chǎn)生渦流效應(yīng)，渦流會將抵消部分漏感產(chǎn)生的磁場，使得原漏磁感應(yīng)線消弱。電感底部敷銅，產(chǎn)生的渦流就如同電磁屏蔽罩一樣，阻斷了磁感應(yīng)線向下傳播，因而可以將電感產(chǎn)生的高頻磁場屏蔽在導(dǎo)體的一面，這樣極大地減小高頻磁場對空間中其他元器件的影響。

從兩個(gè)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(shí)際的工程中視情況而定。在實(shí)際的PCB布局中，開關(guān)出的濾波器放在與電感相反的PCB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.

來源：CSDN結(jié)界很厚、電子匯等綜合

審核編輯：湯梓紅