电感的底部到底要不要铺铜

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    • jason_chou - WirelessLink Forumjason_chou
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      1.总体结论

      无论哪种类型的电感,都建议在电感元器件所在层(比如Top层)电感下方不铺地,其他层(Lay2,Lay3,Lay4)铺铜(GND或者VCC)

      2.电感分类
      根据磁力线屏蔽类型,可将电感分为四类:

      这四种类型电感,按照无屏蔽电感→磁封胶半屏蔽电感→组装式全屏蔽电感→一体成型电感的顺序,磁屏蔽效果越来越好。

      1)非屏蔽电感的磁力线完全暴露在空气中,漏磁比较大;

      2)半屏蔽电感和全屏蔽电感相比非屏蔽电感,在电感外围加了一层磁屏蔽材料,由于导磁材料的磁阻小,磁力线基本被锁定在材料中,只有一小部分漏磁;

      3)一体成型电感将绕组和磁性材料一次浇筑而成,只在内部留下一个很小的气隙以防止电感饱和,基本上没有磁力线溢出。

      因此脱离电感类型来讨论电感下方该不该挖空并不恰当,而实际应用场合中对EMC和电感性能的要求也并不一致。因此要具体问题具体分析,根据预期目标来取舍。

       

      3.电感下方铺铜的影响

      铺铜影响在电感底部铺铜,对于非屏蔽电感而言,其有很多磁力线飘散在空气中,作用于电感附近的铜皮上产生涡流损耗,进而存在一下影响:

      不利影响:

      • 进而使效率下降(约0.5% )
      • 电感感量减小(约8%)
      • 电感电流峰峰值增大(约8%)
      • 虽然存在以上影响,但仍然建议铺铜!!!

      实验证明,电感底部的铺铜,仅对非屏蔽电感的感量有少量影响,对半屏蔽电感和全屏蔽电感几乎没有影响。

       

      在电感下方铺铜的好处:

      在电感底部铺铜后,电感及其他高频回路产生的磁场会与铺铜区产生涡流,涡流会使得原磁力线被削弱(涡流的作用,与电磁屏蔽罩作用类似),阻断磁场向下传播,减小高频磁场对空间内其他电子器件的影响,利于EMI的测试。

      若将EMI滤波元件置于背面,则能进一步优化EMI性能。

       

      4.PCB设计建议

      • 尽量使用一体成型电感。一体成型的电感全部包裹在里面,没有裸露的线圈在外面,不用考虑对其他电路的影响。
      • 如果使用的是非屏蔽电感,且对电路的噪声要求比较高。电感所在层下方铜皮挖空。其他层,即电感所在层的下方其他层全部铺铜。
      • 信号敏感电路(eg:反馈电压Vout 到芯片引脚FB 的走线回路)尽量远离电感、二极管,注意走线不能和电感平行
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