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詳解電源和地之間的走線電感

CHANBAEK ? 來源:射頻工程師的日常 ? 作者:CC ? 2023-01-19 09:11 ? 次閱讀

PCB走線電感

poYBAGO2m--AIuDxAAAezhoF2NY373.jpg

其中W為走線寬度,l為走線長度,可以發現PCB走線電感與敷銅厚度無關,走線電感主要由長度l決定。

電源和地之間的走線電感

開關電源MOSFET通常由IC的驅動級產生,MOSFET的源級通常接地,如果源級和地之間的走線有點長的話,在開關轉換的瞬間上面會產生電感的反向電動勢,不嚴重的話只是降低開關的切換速度,嚴重的話會是MOS管損壞,這種電壓的脈沖不受控制,本質上是基于走線電感參數的,因此必須使你的源極寄生電感盡量小,走線短。

下圖是MOS管開關瞬間可能發生的情形,這種情況是安全的,僅僅降低了開關的切換速度,當柵極控制MOS管關斷的時候,由于漏源極導通的時候源極的PCB走線也通過了電流,這部分走線相當于一個小電感,由于電感的反向電動勢,相當于一個小的電壓源以阻止電流減小,電流持續流動一直到儲能耗光,因此這段時間會使開關的關斷速度下降。

pYYBAGO2m--AbdGoAABfiIK3tEs963.jpg

如果MOS管的源極是通過過孔下地,此時也需要注意過孔電感,此時需要多打過孔來減小寄生電感。

poYBAGO2m--AKqW9AAALNzs8HZ8114.jpg

h為過孔深度(通孔為板厚),d為過孔直徑,單位都為mm。

另外,射頻調參的時候,理論的Smith圓圖匹配和實際上差異非常大,是否需要把寄生參數表現出來的電容或者電感特性表示出來呢?感興趣的同學可以思考一下走線電感與寄生電容/層間電容對射頻電路的影響,以前項目需要,低頻LC(125KHz)是可以通過已知參數計算出寄生電容的(pF/nF級,主要是使產品的諧振頻率偏差5%以內,由于PCB板和每片IC的差異,因此需要通過對內部的諧振電容進行調諧),不過高頻的沒試過,頻率穩定度要求高的話,100ppm的話也夠了,不知道有沒有這類的案例。

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