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工程師們常常會(huì)遇到一個(gè)棘手的問題：DC-DC電感底部是否鋪銅。這個(gè)問題看似簡單，卻對電路的性能有著深遠(yuǎn)的影響。今天，我們深入探討這一話題，為工程師們提供實(shí)用的設(shè)計(jì)建議。

 一、電感類型與渦流效應(yīng)

在DC-DC電路中，常用的電感類型有非屏蔽工字型電感、半屏蔽電感和一體成型電感。不同類型的電感在磁場分布上有顯著差異：

1. 非屏蔽工字型電感：這種電感的磁感線向外泄露較多，容易在周圍空間產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場。

2. 半屏蔽電感：通過導(dǎo)磁材料部分限制磁感線，減少磁場泄露。

3. 一體成型電感：將電感線圈完全封裝在導(dǎo)磁材料中，磁感線幾乎全部限制在內(nèi)部。

在DC-DC電路工作時(shí)，電感會(huì)通過交變電流。如果在電感底部鋪上銅皮，交變磁場會(huì)在銅皮上產(chǎn)生渦流。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，渦流會(huì)在導(dǎo)體表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而在銅皮上形成反向磁場，削弱原磁場的強(qiáng)度，這對電感工作的影響不容小覷。

 二、鋪銅的利與弊

 （一）不鋪銅的理由

對于非屏蔽工字型電感，底部鋪銅會(huì)帶來一系列問題。渦流效應(yīng)會(huì)增加系統(tǒng)的損耗，使電感自身發(fā)熱量異常。同時(shí)，渦流產(chǎn)生的磁場會(huì)干擾地平面，引入額外的噪音，影響其他信號的穩(wěn)定性。例如，在高精度模擬電路中，這種干擾可能導(dǎo)致信號失真，降低整個(gè)系統(tǒng)的性能。

 （二）鋪銅的好處

而當(dāng)采用半屏蔽和一體成型電感時(shí)，情況則有所不同。由于大部分磁感線被限制在導(dǎo)磁材料內(nèi)，向外泄露的磁感線較少，電感底部鋪銅對電感自身的影響較小。相反，鋪銅能夠顯著提升板卡的散熱性能。銅的導(dǎo)熱系數(shù)高，可以快速將電感工作時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到 PCB 的其他區(qū)域，再通過散熱孔或散熱片散發(fā)到周圍環(huán)境，有效降低電感溫度，延長其使用壽命。

此外，鋪銅還能優(yōu)化 EMI（電磁干擾）性能。在高頻電路中，電磁干擾是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。鋪銅形成的金屬屏蔽層可以反射和吸收電磁干擾，減少電感對外界電磁干擾的輻射，同時(shí)降低外界干擾信號對電感的影響，提高整個(gè)電路的抗干擾能力。

 三、工程師關(guān)注的其他問題

 （一）EMC（電磁兼容性）設(shè)計(jì)

在電磁兼容性設(shè)計(jì)中，電感底部鋪銅可以作為一種輔助措施。對于對 EMC 要求較高的場合，如工業(yè)控制設(shè)備、醫(yī)療電子設(shè)備等，屏蔽電感結(jié)合底部鋪銅可以實(shí)現(xiàn)近場噪音的有效屏蔽。這有助于設(shè)備通過電磁兼容性測試，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)要求。

 （二）散熱設(shè)計(jì)優(yōu)化

除了電感底部鋪銅，工程師還可以采用多種方法優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)。例如，在 PCB 布局時(shí)，合理安排散熱孔的位置和數(shù)量，確保熱量能夠快速傳遞到 PCB 背面并通過散熱孔散發(fā)。此外，可以使用散熱片或熱管等散熱元件，進(jìn)一步提高散熱效率。在高功率應(yīng)用中，結(jié)合底部鋪銅和外部散熱元件，可以構(gòu)建高效的散熱系統(tǒng)，滿足大功率電感的散熱需求。

 （三）成本與性能的平衡

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，成本也是一個(gè)重要的考慮因素。一體成型電感和半屏蔽電感的成本通常高于非屏蔽工字型電感。如果項(xiàng)目預(yù)算有限，工程師可能需要在性能和成本之間做出權(quán)衡。在這種情況下，可以通過優(yōu)化 PCB 布局、增加屏蔽罩等措施，在一定程度上彌補(bǔ)非屏蔽電感的不足，同時(shí)避免電感底部鋪銅帶來的負(fù)面影響。例如，在電感周圍設(shè)置獨(dú)立的屏蔽罩，減少磁感線的泄露，降低對其他信號的干擾。

 設(shè)計(jì)建議

對于 DC-DC 設(shè)計(jì)，建議優(yōu)先選擇屏蔽電感（如半屏蔽電感或一體成型電感），并結(jié)合底部鋪銅來優(yōu)化 EMI 和整體的散熱性能。如果成本是主要限制因素，且只能使用非屏蔽電感，則需要謹(jǐn)慎避開鋪銅區(qū)域，并考慮其他電磁屏蔽措施，如增加獨(dú)立屏蔽罩、優(yōu)化 PCB 布局等，以減少對電路性能的影響。

在設(shè)計(jì)過程中，工程師還應(yīng)綜合考慮其他因素，如散熱需求、電磁兼容性要求以及成本限制等，制定出最適合具體應(yīng)用的解決方案。通過合理選擇電感類型和鋪銅策略，可以在保證電路性能的同時(shí)，滿足散熱和電磁兼容性要求，提高 DC-DC 電源的可靠性和穩(wěn)定性。