在PCB设计中,电感是不可或缺的关键元器件之一,特别是在电源电路中,几乎无处不在。
但你知道吗?
电感如果处理不当,会导致电路发热、信号干扰甚至系统不稳定!
今天就来聊聊:PCB中电感该如何处理,才能有效降低干扰,提高可靠性?
电感的基本结构你了解吗?
电感主要由绕组和磁芯两部分组成:
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绕组:铜线或铝线缠绕而成,决定电感的大小
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磁芯:决定磁通量,一般使用铁、氧化铁或磁性粉末制成
此外,不同类型的电感结构也有所差异,比如:
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铁芯电感
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微型贴片电感(SMD)
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附带防抖电容、保护套的组合型电感
常见的功率电感怎么分类?
我们在设计中最常接触的,是功率电感,常见于:
AC/DC转换器、DC/DC变换器、稳压电源等
功率电感可分为两类:
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🛡️ 屏蔽型:线圈被金属罩包裹,辐射干扰小
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🔓 非屏蔽型:线圈外露,价格便宜但EMI大
功率电感的实际作用有哪些?
滤波:分离高频与低频信号,降低纹波
暂态响应:限制瞬时过流,保护系统
能量存储:在转换器中暂存并释放能量
电气隔离:隔离输入输出,减少干扰传导重点来了:PCB设计中如何处理电感区域?
电感在工作时会产生磁场,而这个磁场正是引起EMI干扰的根源。
方法一:挖空铜皮,降低磁场耦合
电感下方的铜皮如果不处理,磁场会感应出涡流,导致:
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局部发热
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电感量下降
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干扰传导
解决方案:在电感区域挖空铜皮,削弱磁场传播范围。
方法二:屏蔽罩区域开孔,防止闭环电流
如果电感正上方被屏蔽罩覆盖,却未开孔,也会产生闭合磁回路,导致:
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局部过热
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EMI增强
解决方案:在屏蔽罩电感区域适当打孔,释放磁场
方法三:选用屏蔽型电感,干扰更小
屏蔽电感自带金属罩,可有效约束磁感线,缺点是成本略高。
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总结
电感虽小,设计处理却不能马虎。
想要减少EMI,提高系统稳定性,在PCB设计时请务必做到以下几点:
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电感下方铜皮合理挖空
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屏蔽罩区域避免形成磁闭环
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综合考虑成本选用屏蔽型电感
处理得当的电感区域 = 稳定可靠的PCB!
如果你在电感布线、滤波处理、EMI控制方面还有问题,欢迎留言探讨!
