Tecnología de PCB - En el modo de conmutación pcb, la colocación del inductor es adecuada

Los inductores en el PC son componentes pasivos utilizados para almacenar energía en circuitos eléctricos y son ampliamente utilizados en dispositivos electrónicos. Con el progreso de la Ciencia y la tecnología, la aplicación de inductores en placas de circuito impreso (pcb) es cada vez más importante y se ha convertido en una parte indispensable de los productos electrónicos modernos.

Los reguladores de conmutación para la conversión de voltaje utilizan inductores para almacenar energía cuando llegan. estos inductores suelen ser de gran tamaño y deben estar ubicados en el diseño de la placa de circuito impreso (pcb) del regulador de conmutación. Esta tarea no es difícil porque la corriente que fluye a través de los inductores puede cambiar, pero no instantáneamente. Los cambios solo pueden ser continuos y suelen ser relativamente lentos.

El regulador del interruptor cambia la corriente de ida y vuelta entre dos rutas diferentes. Este cambio es muy rápido y depende de la duración del borde del cambio. Las líneas a las que fluye la corriente del interruptor se llaman circuitos térmicos o rutas de corriente alterna, que conducen la corriente en un Estado de conmutación y no en otro. En el diseño de pcb, el área del circuito térmico debe ser pequeña y las rutas deben ser más cortas para minimizar la inducción parasitaria en estas rutas. La inducción de la línea parasitaria produce desequilibrios innecesarios de voltaje y causa interferencia electromagnética (emi).

Por lo tanto, se puede asumir que la colocación de los inductores no es importante. Es correcto colocar el inductor fuera del circuito térmico, por lo que en este caso la posición de colocación es secundaria. Sin embargo, hay algunas reglas que deben seguirse. El cableado de control sensible no debe colocarse debajo del inductor (no encima ni debajo de la superficie del pcb), la capa interior o la parte posterior del pcb. Bajo la influencia de la corriente eléctrica, la bobina produce un campo magnético, lo que afectará a la señal débil en la ruta de la señal. En el regulador de conmutación, la ruta de señal clave es la ruta de retroalimentación, que conecta el voltaje de salida al regulador de conmutación IC o al divisor de resistencia.

También se debe tener en cuenta que la bobina real tiene efectos capacitivos e inductores. El devanado está conectado directamente al nodo del interruptor del regulador del interruptor de reducción de tensión. Como resultado, los cambios de voltaje en la bobina son tan fuertes y rápidos como en el nodo del interruptor. Debido a que el tiempo de conmutación en el circuito es muy corto y el voltaje de entrada es muy alto, tiene un efecto de acoplamiento considerable en otras rutas en el pcb. Por lo tanto, las líneas sensibles deben mantenerse alejadas de las bobinas. Como se puede ver en la imagen, la ruta de retroalimentación amarilla está a cierta distancia de la bobina l1. se encuentra en la capa interior de la placa de circuito.

Algunos diseñadores de circuitos ni siquiera quieren ninguna capa de cobre en el sustrato de PCB debajo de la bobina. Por ejemplo, incluso en la capa plana de tierra, proporcionan huecos debajo de los inductores. El objetivo es evitar que se formen vórtices en el plano de tierra debajo de la bobina debido al campo magnético de la bobina. Este método no está mal, pero también se ha argumentado que el plano de puesta a tierra debe ser consistente y no debe interrumpirse:

En el diseño de pcb, hay principalmente los siguientes tipos de inductores:

Inductor de bobinado: inductor enredado en alambre de alta potencia y alto valor de inducción, adecuado para aplicaciones de alta frecuencia.

Inductores de película delgada: fabricados a través de la tecnología de película delgada, son pequeños y pueden funcionar a alta frecuencia, adecuados para equipos con espacio limitado.

Inductores de ferritas: utilizando materiales de ferritas como núcleos magnéticos, proporcionan valores de inducción más altos, principalmente para el diseño de fuentes de alimentación y filtros.

Las principales funciones de los inductores en el PCB incluyen:

Filtro: los inductores se pueden combinar con condensadores para formar filtros de paso bajo o alto para minimizar el ruido y suavizar la fuente de alimentación.

Almacenamiento de energía: en la fuente de alimentación del interruptor, el inductor es responsable de almacenar y liberar energía para mejorar la eficiencia de la fuente de alimentación.

Procesamiento de señales: los inductores se pueden utilizar en la cadena de señales para procesar señales de frecuencias específicas, suprimir frecuencias no deseadas y mejorar la calidad de la señal.

El rendimiento de los inductores se ve afectado por muchos factores, especialmente la frecuencia de funcionamiento. Los inductores muestran principalmente obstrucción de corriente o resistencia inductiva a baja frecuencia. A medida que aumenta la frecuencia, la reactancia aumenta gradualmente hasta que se alcanza la frecuencia de resonancia, cuando el sensor muestra características capacitivas. La selección de inductores adecuados para garantizar su valor de inducción estable es crucial en el diseño.

Al elegir un inductor para el diseño del circuito, es necesario considerar los siguientes aspectos:

Inductor: asegúrese de que el valor de inducción seleccionado cumpla con los requisitos del circuito para garantizar el rendimiento del circuito.

Frecuencia de funcionamiento: seleccione el tipo correcto de inductor con las características de frecuencia requeridas para garantizar un rendimiento óptimo.

Tamaño y potencia: cuando hay un límite de espacio en el diseño del pcb, es necesario seleccionar el tamaño adecuado del inductor para cumplir con los requisitos de potencia y optimizar el cableado.

Gestión térmica: los inductores generan calor durante el funcionamiento, y el diseño adecuado para garantizar una buena disipación de calor también es una consideración de diseño importante.

El plano de tierra utilizado para el blindaje es válido y no se interrumpe.

Cuanto mayor sea el contenido de cobre del pcb, mejor será el efecto de disipación de calor.

Incluso si se produce un vórtice, estas corrientes fluyen solo localmente, lo que solo causará pequeñas pérdidas y apenas afectará la función del plano de tierra.

Por lo tanto, se acordó que incluso por debajo del círculo, la formación de conexión debe mantenerse intacta.