电感设计揭秘:PCB铺铜与效率提升
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更新于2024-06-26
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"电感知识大考-参数选择-PCB铺铜-饱和电流-效率"
在电子设计中,电感的选择和布局对于电源系统的稳定性和效率至关重要。本篇内容主要探讨了电感在DC/DC电源设计中的应用,以及如何进行参数选择、PCB铺铜处理、考虑饱和电流和提升效率。
首先,关于"在DC/DC电源下方铺铜是否有益"的问题,通常电感下方铺铜能够带来多方面的好处。实验中,使用MPQ44206评估板证实了在非屏蔽电感下方铺铜可以增加约8%的峰值电感电流,而对屏蔽电感的影响则微乎其微。这是因为铺铜产生的涡流可以抵消高频磁场,起到类似电磁屏蔽的效果,减少对周围元器件的干扰,从而有助于提高EMI性能。同时,如果将EMI滤波元件和接插件布置在电路板背面,可以进一步优化EMI表现。
电感的选择涉及到多个参数,包括电感值、饱和电流和效率。电感值决定了电路的滤波特性,选择合适的电感值能够有效抑制电压纹波。饱和电流是指电感在工作时能够承受的最大直流电流,超过这个值会导致电感性能下降,甚至可能损坏。因此,设计时需要确保电感的工作电流在其饱和电流以下,以保证长期稳定运行。效率则是衡量电感转换能量的能力,高效率的电感能减少能量损失,提升整个电源系统的效率。
MPS公司提供了一系列的电感产品,包括半屏蔽电感MPL-SE系列和一体成型电感MPL-AL系列。MPL-SE系列如MPL-SE2512-4R72等,使用外部磁性环氧树脂增强磁特性,适用于需要良好屏蔽效果的应用。而MPL-AL系列如MPL-AL4020-R472等,采用扁线设计,拥有较低的DCR/ACR,能提供更高的额定电流,适合大电流应用场景。
电感下方的PCB铺铜可以改善EMI性能,对屏蔽电感的感量影响不大,因此推荐使用。在实际设计中,应根据系统需求选择合适的电感,考虑其饱和电流和效率,并结合PCB布局优化电磁兼容性,以实现高效、稳定的电源设计。
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