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DCDC电源的电感底部是否应该铺铜

2021-08-26 15:49:00

一直以来，工程师朋友们对DCDC电源的电感底部是否应该铺铜持有不同意见。

一种观点认为，在电感下方铺铜在地平面产生涡流，涡流效应会影响功率电感的感量，涡流也会增加系统损耗，同时地平面的噪音会影响其他高速信号；

另一种观点认为，完整地平面铺铜有利于EMI设计，还能够有利于散热。今天，小编来为大家解答上述疑虑。

讨论这个问题之前，我们首先来了解电感的常见分类。

第一种是非屏蔽工字型电感

其磁路由磁芯和空气共同构成，所以其磁力线会完全暴露在空气中，没有任何的磁屏蔽。

第二种是半屏蔽电感

这种电感在工字形电感的基础上，在电感外围增加了磁屏蔽材料。由于导磁材料磁阻小，因此磁力线基本被锁定在导磁材料中，只有少部分的磁场会从气隙中溢出，故这种电感对外的漏磁量很少。

第三种是一体成型电感

这种电感是将绕组和导磁材料一次铸造而成，内部只开有很小的气隙，防止电感饱和，因此这种电感基本没有磁力线的溢出。

我们用MPQ4420的评估板，在电感附近放置一块接地铜皮，用于模拟电感下方铺铜的场合。我们通过判定电感电流纹波的大小来判定铜皮对电感感量的影响。

实验表明，仅当采用工字型电感时，将铜皮靠近电感，电感电流的峰峰值会增大8%左右。而当采用其他材料电感，电感电流峰峰值几乎不变。

因此我们可以得出结论，在电感底部铺铜，仅对非屏蔽电感的感量有少量影响，对屏蔽电感感量则几乎没有影响。

接下来我们看下，电感底部铺铜有哪些优势呢？

我们知道，当在电感底部铺铜时，电感或者其他高频回路产生的磁场会在铺铜处产生涡流，涡流的作用会使得原磁力线被削弱，这就像电磁屏蔽罩一般，可以“阻断”磁场向下传播，减小高频磁场对空间内其他元器件的影响，从而有利于EMI的测试。

进一步，如果我们将EMI滤波元件及接插件于背面放置，则能进一步优化EMI的性能。

结论

所以，对于电感底部是否应该铺铜这个问题，从EMI的角度，小编建议铺铜；从电感感量的角度，对于屏蔽型电感，电感感量基本没有影响，因此也建议铺铜；仅对于工字型电感，铺铜对电感感量有少许影响，工程师可以视情况而定。