[原创]电子硬件设计常识 PCB layout时电感下方覆铜/铺铜吗？_电感_屏障

不雅观点一，地层挖空好。

理论是，在电感下方铺铜会在接地面上产生涡流，涡流会影响功率电感的电感量并增加系统损耗，而接地面噪声会影响其他高速旗子暗记。

不雅观点二，铺铜好。
由于完全的铜平面可以降落 EMI辐射， 并能够很好的改进电感散热。

我想，在这两种不雅观点辩论之前，我们先来理解下电感的几种分类。

一，非屏蔽电感。
非屏蔽电感的磁路由核心由空气组成，这意味着它的磁力线完备暴露在空气中，没有任何磁屏蔽。

二，半屏蔽电感或磁胶电感。
半屏蔽电感是在非屏蔽电感的根本之上，将磁屏蔽材料结合在电感外围。
由于导磁材料的磁阻小，磁力线基本上被锁定在材料中。
只有一小部分磁场会从气隙中溢出。
因此，这种电感的外部漏磁极小。

三，一体成型电感。

一体成型电感将绕组和磁性材料依次浇筑而成，只在内部留下一个很小的气隙以防止电感饱和。
因此，这类电感在很大程度上没有磁力线溢出。

下图中，从左到右依次为非屏蔽电感， 半屏蔽电感和一体成型电感。
非屏蔽电感工艺大略，本钱低廉，可以看出线圈暴露在空气中，以是磁场也就散落在空间中。

半屏蔽电感，由于屏蔽不彻底，磁场会由空隙中漏出。
而一体成型电感，线圈完备被磁性材料包裹，以是磁力线被牢牢的束缚在导磁材料中，无任何溢出。

下面用实验的办法来解释，三种电感的实际效果。

实验中，我们用某款buck芯片评估板来进行一个实验。
为了仿照在电感下方铺设铜层，我们在电感附近放置一块接地铜片，然后丈量电感电流纹波，用以评估在电感下方铺铜的影响。

图片来源于网络

实验结果：

结论：这个实验证明，在电感底部铺铜，仅对非屏蔽电感的感量有少量影响，也便是说铺铜产生的涡流效应影响了大约8%的电感效果，对屏蔽电感感量则险些没有影响。

接下来，我们看铺铜对电感的益处。
我们先从下面的这张图来看。

图片来源于网络

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，这个意思便是说，当有其他高频磁场比如说DCDC PWM 频率产生的高频谐波，频率可能会为几十MHZ-几百MHZ, 此时在电感本身或者走线上可能会有高频电磁场，此时如果不才方及周围铺铜，铜皮的涡流的浸染会使得原磁力线被削弱，这就像电磁屏蔽罩一样平常，可以“阻断”磁场向下贱传，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。
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：从EMI角度出发，在电感下方铺铜是有利的，会大幅改进EMI 指标，现在消费类电子中国用的电感基本都是屏蔽型的，以是不用太过担心铺铜会对电感产生涡流效应，影响电感量。
如果用的是工字型电感，建议视情形而定，平衡EMI 和 电感量的丢失。

大家还想知道哪些硬件设计知识，可以留言，我会在后面的文章中进行阐述和解答。
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