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关于PCB设计上开关电源电感的摆放，值得你学习

你知道PCB设计上开关电源电感的摆放吗?用于电压转换的开关稳压器使用电感来临时存储能量 。这些电感的尺寸通常非常大，必须在开关稳压器的印刷电路板(PCB)布局中为其安排位置 。这项任务并不难，因为通过电感的电流可能会变化，但并非瞬间变化 。变化只可能是连续的，通常相对缓慢 。
【关于PCB设计上开关电源电感的摆放，值得你学习】
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交流电流路径，其在一个开关状态下传导电流，在另一个开关状态下不传导电流 。在 PCB 布局中，应使热回路面积小且路径短，以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电磁干扰(EMI) 。
图 1. 用于降压转换的开关稳压器(带如虚线所示的关键热回路) 。
图 1 所示为一个降压调节器，其中关键热回路显示为虚线 。可以看出，线圈 L1 不是热回路的一部分 。因此，可以假设该电感器的放置位置并不重要 。使电感器位于热回路以外是正确的——因此在第一个实例中，安放位置是次要的 。不过，应该遵循一些规则 。
不得在电感下方(PCB 表面或下方都不行)、在内层里或 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，结果会影响信号路径中的微弱信号 。在开关稳压器中，一个关键信号路径是反馈路径，其将输出电压连接到开关稳压器 IC 或电阻分压器 。
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节点，如图 1 所示 。结果，线圈里的电压变化与开关节点处的电压一样强烈而迅速 。由于电路中的开关时间非常短且输入电压很高，PCB 上的其他路径上会产生相当大的耦合效应 。因此，敏感的走线应该远离线圈 。
图 2. 带有线圈安放位置的 ADP2360 降压转换器的示例电路 。
图 2 所示为 ADP2360 的示例布局 。在本图中，图 1 中的重要热回路标为绿色 。从图中可见，黄色反馈路径离线圈 L1 有一定距离 。它位于 PCB 的内层 。
一些电路设计者甚至不希望线圈下的 PCB 中有任何铜层 。例如，它们会在电感下方提供切口，即使在接地平面层中也是如此 。其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，但也有争论认为，接地平面要保持一致，不应中断：
1、用于屏蔽的接地平面在不中断时效果最佳 。
2、PCB 的铜越多，散热越好 。
3、即使产生涡流，这些电流也只能局部流动，只会造成很小的损耗，并且几乎不会影响接地平面的功能 。
因此，同意接地平面层，甚至是线圈下方，也应保持完整的观点 。
总之，我们可以得出结论，虽然开关稳压器的线圈不是临界热回路的一部分，但不在线圈下方或靠近线圈处布敏感的控制走线却是明智的 。PCB 上的各种平面——例如，接地平面或 VDD 平面(电源电压)——可以连续构造，无需切口 。以上就是PCB设计上开关电源电感的摆放解析，希望能给大家帮助 。

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