Frederik Dostal

用于電壓轉(zhuǎn)換的開關(guān)穩(wěn)壓器使用電感器來臨時(shí)存儲(chǔ)能量。這些電感器通常是非常大的元件，必須放置在開關(guān)穩(wěn)壓器的印刷電路板（PCB）布局中。這項(xiàng)任務(wù)并不難，因?yàn)橥ㄟ^電感器的電流可以改變，但不是瞬時(shí)變化。只能有連續(xù)的，通常相對(duì)緩慢的變化。

開關(guān)穩(wěn)壓器在兩條不同的路徑之間來回切換電流。這種切換發(fā)生得非常快，速度取決于切換邊沿持續(xù)時(shí)間。由此產(chǎn)生的走線在一種開關(guān)狀態(tài)下傳導(dǎo)電流，而在另一種開關(guān)狀態(tài)下不傳導(dǎo)電流，稱為熱回路或交流電流路徑。在PCB布局中，它們應(yīng)保持特別小和短，以使這些走線中的寄生電感最小化。寄生走線電感會(huì)產(chǎn)生不需要的電壓偏移，并導(dǎo)致電磁干擾（EMI）。

圖1.用于降壓轉(zhuǎn)換的開關(guān)穩(wěn)壓器，關(guān)鍵熱回路顯示為虛線。

圖1所示為降壓穩(wěn)壓器，其中關(guān)鍵熱回路顯示為虛線。可以看出，線圈L1不是熱回路的一部分。因此，可以假設(shè)該電感的放置并不重要。將電感置于熱回路外部是正確的，因此放置首先是次要的。不過，應(yīng)該遵循一些規(guī)則。

敏感的控制走線不應(yīng)在電感器下方布線，無論是在PCB表面還是在PCB表面下方，在內(nèi)層或PCB背面。由于電流的流動(dòng)，線圈會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這會(huì)影響信號(hào)路徑中的微弱信號(hào)。在開關(guān)穩(wěn)壓器中，關(guān)鍵信號(hào)路徑之一是反饋跡線，它將輸出電壓連接到開關(guān)穩(wěn)壓器IC或分壓器。

圖2.采用帶線圈放置的降壓轉(zhuǎn)換器ADP2360的示例電路。

還應(yīng)該注意的是，實(shí)際線圈具有電容效應(yīng)和電感效應(yīng)。第一個(gè)線圈繞組直接連接到降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器的開關(guān)節(jié)點(diǎn)，如圖1所示。因此，電壓變化與開關(guān)節(jié)點(diǎn)上的電壓變化一樣強(qiáng)烈和迅速。由于電路中的開關(guān)時(shí)間非常短，輸入電壓較高，因此在PCB上的其他路徑上會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的耦合效應(yīng)。因此，出于這個(gè)原因，敏感的走線也應(yīng)遠(yuǎn)離線圈的位置。

圖2顯示了ADP2360的示例布局。在這里，圖1中的重要熱回路用綠色標(biāo)記。在距離線圈L1的距離處可以看到黃色反饋路徑。它位于PCB的內(nèi)層.

一些電路設(shè)計(jì)人員甚至不希望線圈下方的PCB中有任何銅層。例如，它們將在電感下方提供一個(gè)切口，即使在接地層中也是如此。目的是防止線圈下方接地層中的渦流由線圈的磁場(chǎng)引起。這種方法沒有錯(cuò)，但有人認(rèn)為要有一個(gè)沒有中斷的堅(jiān)實(shí)接地層：

用于屏蔽的接地層在不中斷時(shí)效果最佳。

PCB的銅越多， 散熱越好.

即使產(chǎn)生渦流，這些電流也會(huì)局部流動(dòng)，只造成很小的損耗，幾乎不會(huì)影響接地層的功能。

因此，我贊成堅(jiān)固的接地層，即使在線圈下也是如此。

總之，我們可以得出結(jié)論，開關(guān)穩(wěn)壓器的線圈不是關(guān)鍵熱回路的一部分，但不要將控制走線布線在線圈下方或非常靠近線圈是有意義的。PCB 上的各種平面 — 例如，用于接地或用于 VDD（電源電壓）的平面—可以連續(xù)創(chuàng)建，無需斷路。

審核編輯：郭婷