PCB技術 - スイッチング電源のインダクタンスをPCBに置く方法

電圧をインダクタンスに変換して一時的にエネルギーを蓄えるスイッチングレギュレータ. これらのインダクタは、通常、サイズが非常に大きく、その中に位置しなければならない プリント基板レイアウト スイッチングレギュレータの. インダクタを流れる電流が変化するので、この作業は困難ではない, 瞬間的ではない. 変化は連続的であり、通常比較的遅い.

スイッチングレギュレータは、2つの異なるパスの間で前後に電流を切り替えます。このスイッチングは、スイッチングエッジの持続時間に応じて非常に高速である。スイッチング電流が流れる配線は、1つのスイッチング状態で電流を導通し、他方のスイッチング状態では電流を流す熱回路または交流経路と呼ばれる。PCBレイアウトでは、熱ループ面積は小さくなければならず、これらの経路における寄生インダクタンスを最小にする経路が短くなる。寄生ワイヤインダクタンスは、不必要な電圧アンバランスを生じ、電磁干渉（EMI）に導くことができる。

破線で示されるキー熱ループを備えた降圧レギュレータ。ご覧のように、コイルL 1は熱ループの一部ではありません。したがって、インダクタの配置は重要ではないと考えられる。ホットループの外側にインダクタを持っているのは正しいです。この場合、配置は二次的に重要です。しかし、続くべき規則がいくつかあります。

高感度制御配線は、PCBの内部層または裏面において、インダクタ（PCB表面上または下にはない）の下に配置されてはならない。電流の影響の下でコイルは磁場を生成し，信号経路の弱い信号に影響を及ぼす。スイッチングレギュレータでは、クリティカル信号経路はフィードバック経路であり、これは出力電圧をスイッチングレギュレータICまたは抵抗分割器に接続する。

実際のコイルは、容量性および誘導性の両方の効果を有する。この巻線は、図1に示すように、降圧スイッチレギュレータのスイッチノードに直接接続されている。その結果、コイルの電圧はスイッチングノードの電圧として強く且つ急激に変化する。回路のスイッチング時間が非常に短く，入力電圧が非常に高いので，pcb上の他の経路にかなりの結合効果がある。したがって、敏感な配線をコイルから遠ざける必要がある。

ADP 2360のサンプルレイアウトこの図では、図1の重要な熱ランドマークは緑色である。図から分かるように、イエローフィードバック経路はコイルL 1から一定の距離にある。これは、PCBの内部層に位置しています。

一部の回路設計者は、コイルの下のPCBの中にどんな銅層も欲しくさえありません。例えば、接地面層においても、インダクタの下にノッチを提供する。コイルの磁場のために、コイルの下のグランドプレーンに渦電流が形成されるのを防止することが目標である。このアプローチには何の問題もないが、接地面は首尾一貫したままでなければならず、中断されてはならないと論じられている。

（1）シールド用接地面は遮断なしで有効である。

（2）銅のPCBが多いほど熱放散がより良い

（3）渦が発生しても、これらの電流は局所的にのみ流れ、微小損失を生じ、接地面の機能にほとんど影響を与えない。

したがって, 接地面層, コイルの下でさえ, そのまま残る. 結論として, スイッチングレギュレータのコイルは臨界熱ループの一部ではないと結論できる, コイルの下で、または、それの近くで敏感な制御配線を敷設しないことは、賢明です. 様々な飛行機PCB基板例えば, 接地面またはVDD面（電源電圧）は、切断することなく連続的に構成することができる。