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DC/DC電感下方鋪銅,你是不是也糾結(jié)過這個(gè)問題?

反正我是見過不少人糾結(jié)。前段時(shí)間群里正好聊到這個(gè)話題,大家你一言我一語,有的說一定要鋪,有的說鋪了反而壞事,誰也說服不了誰。我翻了翻網(wǎng)上的討論,發(fā)現(xiàn)這個(gè)爭議還真不是一天兩天了。
先說我個(gè)人的做法吧。我們平時(shí)做設(shè)計(jì),大多數(shù)情況會(huì)按手冊(cè)推薦的Layout來,這么多年下來,電源這塊很少出問題。所以我的一個(gè)基本思路是:芯片廠商給的參考,大概率是不會(huì)錯(cuò)的。

但這不代表所有情況都一刀切。下面咱們就具體聊聊,什么情況下鋪銅是合理的,什么情況下可以不用鋪,或者需要額外留意。
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大家之所以在這個(gè)問題上爭論不休,主要是因?yàn)?/span>它確實(shí)有兩面性,而且都有一定的道理。
反對(duì)鋪銅的人,最擔(dān)心的是影響電感量。尤其是對(duì)于非屏蔽電感,比如工字型電感,它的磁力線是完全暴露在空氣中的。如果在電感正下方鋪上銅皮,高頻磁場會(huì)在銅皮上感應(yīng)出渦流,這個(gè)渦流產(chǎn)生的磁場方向剛好和原來的磁場相反,相當(dāng)于削弱了電感。

根據(jù)MPS官網(wǎng)資料顯示,這種影響可能讓電感電流的峰值增加約8%左右,也就是說電感量會(huì)有所下降。另外也有人擔(dān)心,這個(gè)渦流噪聲會(huì)串到地平面上去,弄臟整塊GND,影響其他電路工作。

你看,兩邊都有道理。那到底怎么選?關(guān)鍵在于一個(gè)被很多人忽略的前提條件:你用的是哪種類型的電感。
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實(shí)際上,這個(gè)問題的答案很大程度上取決于你選用的電感是哪種結(jié)構(gòu)。咱們分三類來看。
第一類是非屏蔽電感
典型代表就是工字型電感,前面已經(jīng)講過它的原理,這里不重復(fù)了。使用工字型電感時(shí),鋪銅可以壓制EMI,但要接受感量下降,可能需要重新調(diào)整電感值來補(bǔ)償;不鋪銅的話感量準(zhǔn)確,但EMI就得靠其他手段來處理,比如拉開距離或加屏蔽罩。

第二類是半屏蔽電感

第三類是一體成型電感
這是目前性能最好的一類,就像文章開頭說的,咱們平時(shí)的項(xiàng)目幾乎都是用這種,所以鋪不鋪銅這個(gè)問題關(guān)注得很少,也很少出問題。對(duì)于一體成型電感,鋪銅純粹就是為了散熱和輔助屏蔽,沒有任何負(fù)面影響。

從實(shí)際應(yīng)用來看,現(xiàn)在大多數(shù)DC/DC設(shè)計(jì)用的都是半屏蔽或一體成型電感,工字型電感已經(jīng)用得越來越少了。所以你平時(shí)如果沒特別留意這個(gè)問題,大概率也踩不到坑。
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文章不長,最后給大家一個(gè)可以直接拿去用的結(jié)論。
常規(guī)情況下,直接鋪銅,不用糾結(jié)。只要你用的不是工字型那種非屏蔽電感,就在電感下方鋪一塊完整的GND銅皮,放心鋪。它不會(huì)影響電源性能,但能幫你在EMI測試上少操心,還能捎帶手改善散熱。我們平時(shí)設(shè)計(jì)都是這么處理的,跟著芯片手冊(cè)的Layout指導(dǎo)走,幾乎沒出過問題。
只有一種情況需要你額外考慮。如果你確實(shí)因?yàn)槌杀净蚱渌颍坏貌挥霉ぷ中头瞧帘坞姼校蔷鸵幸庾R(shí)地做一下評(píng)估。鋪銅的話注意電感值可能要微調(diào),不鋪銅的話EMI方面要留足余量。

最后再說一句,無論鋪不鋪銅,電源的布局才是真正的決定性因素。高頻開關(guān)環(huán)路的面積控制住了沒有?輸入輸出電容放對(duì)位置了沒有?驅(qū)動(dòng)回路的走線合理嗎?這些沒做好,電感底下那塊銅皮是鋪還是不鋪,根本改變不了大局。反過來,布局做得扎實(shí),鋪銅那點(diǎn)影響根本掀不起什么浪花。
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