DC/DC转换器的基板布局-铜箔的电阻和电感

PCB板布局很重要，但需要了解的不仅有布局，还有PCB板和铜箔本身。本文将对PCB板的结构和材料相关的特性、以及铜箔的电阻和电感进行介绍。

降压型转换器工作时的电流路径

开关节点的振铃

输入电容器和二极管的配置

散热孔的配置

电感的配置

输出电容器的配置

反馈路径的布线

接地

铜箔的电阻和电感

噪声对策：拐角布线、传导噪声、辐射噪声

噪声对策：缓冲电路、自举电阻、栅极电阻

关于PCB板

右图是PCB板截面的示意图。这是最基本的PCB板结构和特性，请记住。下面逐项列出几个关键要点。

表面和背面的铜箔厚度通常与内层厚度不同。

芯材铜箔通常较厚，散热性较好。

芯材为通用厚度，可通过半固化片来调整厚度。

有的芯材和半固化片的种类是容易产生迁移的材质，可能无法承受高湿度试验。

铜箔的电阻

当然，铜箔（布线）是有电阻的。在较大电流条件下，会产生传导损耗，也就是会产生电压降或发热现象。因此，对于大电流的线路，需要对铜箔的电阻值进行评估。

铜箔的电阻按单位面积来考量。Figure 10表示铜箔单位面积的电阻值。通常为铜箔厚35µm、宽1mm、长1mm条件下的电阻值。

通常可利用下列公式进行电阻计算。

根据从Figure 10读取到的单位面积电阻值RP 来计算，结果如下：

比如25℃时，宽3mm、长50mm 的铜箔的电阻值，根据下列计算得出8.17mΩ。

根据该电阻值，流过3A电流时的电压降为24.5mV。另外，从图中可以看出，当温度上升至100℃时，电阻值增加29%。所以，电压降也增加至31.6mV。

该铜箔引起的电压降，在某些条件下可能会导致较大问题，因此基本上需要根据电流和温度条件来探讨布线宽度。

铜箔的电感

当然，铜箔也存在电感。可以认为，电阻、电容、电感这些寄生成分是一定存在的。

铜箔的电感值通过以下公式来表示。

从公式可以看出，电感值基本上不依赖于铜箔的厚度。

Figure 11 表示铜箔电感的计算值。由图可知，即使线宽提高到2倍，电感值也不会下降到理想程度。

要想减少寄生电感的影响，缩短布线长度是最好的解决方法。

假设电感值L[H]的印刷电路布线中的电流在时间t[s]之内变化量为i[A]，则将在其印刷电路布线的两端产生以下电压。

例如，当在寄生电感值为6nH的印刷电路布线中在10ns内流过2A的电流时，将产生以下电压。

需要注意的是，在某些条件下寄生电感也会造成较大的电压，不仅会影响运行，还有可能损坏部件。

审核编辑：汤梓红