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一直以来,工程师朋友们对DCDC电源的电感底部是否应该铺铜持有不同意见。

一种观点认为,在电感下方铺铜在地平面产生涡流,涡流效应会影响功率电感的感量,涡流也会增加系统损耗,同时地平面的噪音会影响其他高速信号;

另一种观点认为,完整地平面铺铜有利于EMI设计,还能够有利于散热。今天,小编来为大家解答上述疑虑。

讨论这个问题之前,我们首先来了解电感的常见分类。

第一种是非屏蔽工字型电感

其磁路由磁芯和空气共同构成,所以其磁力线会完全暴露在空气中,没有任何的磁屏蔽。

第二种是半屏蔽电感

这种电感在工字形电感的基础上,在电感外围增加了磁屏蔽材料。由于导磁材料磁阻小,因此磁力线基本被锁定在导磁材料中,只有少部分的磁场会从气隙中溢出,故这种电感对外的漏磁量很少。

第三种是一体成型电感

这种电感是将绕组和导磁材料一次铸造而成,内部只开有很小的气隙,防止电感饱和,因此这种电感基本没有磁力线的溢出。

我们用MPQ4420的评估板,在电感附近放置一块接地铜皮,用于模拟电感下方铺铜的场合。我们通过判定电感电流纹波的大小来判定铜皮对电感感量的影响。

实验表明,仅当采用工字型电感时,将铜皮靠近电感,电感电流的峰峰值会增大8%左右。而当采用其他材料电感,电感电流峰峰值几乎不变。

因此我们可以得出结论,在电感底部铺铜,仅对非屏蔽电感的感量有少量影响,对屏蔽电感感量则几乎没有影响。

接下来我们看下,电感底部铺铜有哪些优势呢?

我们知道,当在电感底部铺铜时,电感或者其他高频回路产生的磁场会在铺铜处产生涡流,涡流的作用会使得原磁力线被削弱,这就像电磁屏蔽罩一般,可以“阻断”磁场向下传播,减小高频磁场对空间内其他元器件的影响,从而有利于EMI的测试

进一步,如果我们将EMI滤波元件及接插件于背面放置,则能进一步优化EMI的性能。

结论

所以,对于电感底部是否应该铺铜这个问题,从EMI的角度,小编建议铺铜;从电感感量的角度,对于屏蔽型电感,电感感量基本没有影响,因此也建议铺铜;仅对于工字型电感,铺铜对电感感量有少许影响,工程师可以视情况而定。

责任编辑:haq

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