关于PCB设计上开关电源的电感摆放问题研究

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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。

　　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   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   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。   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   。

　　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。

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使用电感来临时存储能量