之前设计电路时候基本没怎么注意这个地方的处理,很早之前设计的时候我都是直接全部挖掉的,后来在EMC的测试中发现,挖掉的和不挖掉的对测试影响还是蛮大的,后面我就基本都不挖掉,再后来发现挖掉也没啥用,我就半挖掉,有时效果很明显有时候效果并不是那么明显,那是因为啥呢?
电感工作时因持续变化的电流产生电磁波,或多或少的都会泄露出来,电感下方的铜箔受电磁波影响,就会产生涡流了。
大家听到比较多的就是电感正下方不可布置接地层,因为接地层产生的涡电流有磁力线的消除效果,导致感值下降,损耗加大,品质因素下降,所以下方的铜箔应该挖掉;从另一方面来说涡流产生了与电磁场相反的电磁场,抵消了一部分泄露的磁场,铜箔把泄露的磁场挡住了,防止电磁波对其他部分电路的干扰,从EMC防护的角度看,下方不应该挖掉,铺铜可以削弱漏磁和辐射干扰由于非接地信号线也有因涡电流使开关噪声传递到信号线的可能性,因此避免正下方布线,以免信号受到干扰。
最早之前用过的TI的TPS5430推荐的LAYOUT的方式,典型频率是500KhZ
这基本上全部挖掉了
后来TI的芯片不好买了,现在采用MPS的,用过一款MP9486电源芯片来看,当时按照推荐电路来整的,规格书上面给出了LAYOUT的方式,频率高达1MhZ,可以按照需求选择频率大小。
发现基本电感下方铜箔基本没挖
但是为什么挖为什么不挖?
这个就要看电感的类型了,大类就是绕线电感和叠层电感了,但是我们主要是电磁干扰这一块,市场常用的就分为非屏蔽电感,半屏蔽电感和一体成型的电感。
从效率上看铺铜可以减少涡流损耗,提高效率。但是对于非屏蔽电感,漏磁较多,涡流损耗较大,所以这时候铺铜的效果就非常明显了。同时对于半屏蔽电感和全屏蔽电感,漏磁较少,涡流损耗也较小,所以铺铜的效果改善不是很明显。辐射基本都是以能量的形式向周围环境辐射出去,能量损耗就变成了电磁干扰和热量。
从电感感量上看铺铜可以改变电感的磁场分布,影响电感感量。对于非屏蔽电感,漏磁较多,铺铜会使得磁场被压缩在电感内部,导致电感感量减小。对于半屏蔽电感和全屏蔽电感,漏磁较少,铺铜对磁场的影响不太大,电感感量基本不变。
小结:
1. 对于不同的需求选用不同的电感类型,成本上一体成型的是最贵的,设计电路需要综合考虑损耗,成本,EMC等等因素。
2. 挖铜的时候切忌顶层下面几层全挖掉,容易造成地平面不完整,反倒给每层都引入干扰源。