开关电源PCB的电感放置需要注意哪几个点

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来源：东莞市成良智能科技发布时间：2019-09-23 点击量：1230

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，因为通过开关电源之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。

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。在开关电源之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)。

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，可以假设该开关电源之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，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，开关电源之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。

一些电路设计者甚至不希望线圈下的开关电源之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：用于屏蔽的接地平面在不中断时效果最佳。PCB的铜越多，散热越好。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。开关电源之PCB上的各种平面——例如，接地平面或VDD平面（开关电源电压）——可以连续构造，无需切口。

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