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DC/DC的電感下方到底是否鋪銅

其他|other else|

2022-06-24 17:14:09 3

電感有交變電流，電感底部鋪銅會在地平面上產生渦流，渦流效應會影響功率電感的電感量，渦流也會增加系統的損耗，同時交變電流產生的噪聲會增加地平面的噪聲，會影響其他信號的穩(wěn)定性。

在EMC方面來看，在電感底部鋪銅，完整的地平面鋪銅有利于EMI的設計；現在的電感的生產工藝升級，電感采用屏蔽型電感，泄露的磁感線很少，對電感的感量影響不大，還能有利于散熱。

實際工程中又該如何去選擇呢？

工程中該如何選擇，首先要了解電感的構造。我們常用電感有非屏蔽工字型電感、半屏蔽電感、一體成型電感。那它們有什么特點呢？

非屏蔽工字電感，磁路由磁芯和空氣共同構成，其磁感線會完全暴露在空氣中，沒有任何的磁屏蔽。

半屏蔽電感，由其骨架結構可以看出，在工字電感的基礎上，在電感外圍增加了磁屏蔽材料。因為磁屏蔽材料的磁阻小，磁感線基本被鎖定在導磁材料中，只有很少一部分的磁場會從氣隙中泄露出來，所以能起到一定的屏蔽作用。

一體成型電感，在電感生產時將繞組和導磁材料一次鑄造而成，內部只有很小的氣隙，防止電感飽和，所以這種電感基本沒有什么磁感線溢出。

實驗驗證

實驗中，我們用 MPS 某款buck芯片評估板來進行一個實驗。為了模擬在電感下方鋪設銅層，我們在電感附近放置一塊接地銅片，然后測量電感電流紋波，用以評估在電感下方鋪銅的影響。

實驗結果表明，當銅片靠近非屏蔽電感放置時，峰值電感電流增加了約 8%（見圖 2）。當使用其他類型電感時，電感電流的峰峰值幾乎保持不變。

圖 2：使用 MPS 評估板進行驗證實驗

這個實驗證明，在電感底部鋪銅，僅對非屏蔽電感的感量有少量影響，對屏蔽電感感量則幾乎沒有影響。

電感底部敷銅與否對電源有什么影響呢？

思考這個問題前首先回顧了解下渦流效應。磁感線由N到S級，存在交變磁場經過導體表面時，由電磁感應定律可知，在導體表面形成感應電流，感應電流產生的磁場方向總是會起到消弱原磁場大小的作用。

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下面是Boost升壓DC/DC電路電流環(huán)路的情況，來聊聊電感底部敷銅對電源設計的影響。

當Boost升壓正常工作時，電感中流過負載電流，形成回路。由于開關管的存在，電流是動態(tài)變化的，由此可形成電感的磁感線，在導體的表面部分磁感線回形成封閉的磁回路，部分磁路會形成漏磁溢出到空氣中。如果電感底部沒有敷銅時，從電感中溢出的磁感線會在整個電源系統中存在，使系統沒有相對安靜的空間，會造成EMI的性能下降。