EEVblog 一位法国网友的求助贴:关于PCB线圈平面变压器的指南/建议
下午在刷EEVblog,看到一篇关于PCB线圈电源平面的求助帖,PCB线圈平面现在还是挺常见的,但是关于这方面的文档还是比较少见。我正在设计一个中央有一根大型PCB线圈的PCB(根据产品功能,必须是这个尺寸,而且必须是PCB线圈)。频率范围在50Hz到15KHz之间。
更新重要细节:线圈由一台D类放大器驱动,通过线圈传递350mA的rms。
附上了每层的截图(附图中我在第5层随意放置了走线线路,只是为了展示我考虑的布线位置——我还没开始布线PCB)。1. 第1层和第2层用大型PCB线圈——第3层和第4层用GND(可能还有VDD?这是我主要的问题)平面,直接清理线圈下方。每个都有一个较大的间隙/切口,以避免形成环路(即抑制涡流)。2. 不通过间隙布线
VDD有两种路由方式:经典的实心平面与GND平面匹配,或单线线路通向所有IC的VDD引脚(在IC的VDD引脚处有大量旁通电容)。
有人能就以下问题给点建议吗?
1)我最担心的是:把VDD平面直接放在GND平面正下方,形状和大小一样,安全吗?还是说PCB线圈的交流磁场会在整面中诱发比单个VDD走线(带本地旁路电容)时更多的噪声?在平面和追踪两种策略中,哪个更稳健,为什么?
2)在第5层和第6层的线圈下方布线是否可以接受,前提是它们不经过右上象限?你好,ricko,这块看起来很漂亮的PCB板,我对第二层上那些似乎没有连接到外层元件的走线感到好奇。我想知道地平面和VDD平面是否仍然会产生涡流(即使它们有切割),因为它们离线圈边缘太近了。魔力场会在线圈的外缘(和内缘)相当高,我认为伦茨定律不会是你的好帮手。你有没有考虑过把线圈作为独立的PCB,放在主PCB上,中间铺上铁氧体板,用来屏蔽并引导线圈的磁场远离主PCB?
动力平面的感应应该不会太差,除非你用非常高功率驱动线圈。你确实需要保持GND和Vdd的同时使用。任何感应到的东西都会在两者中被感应,所以电源电压不会改变。
如果目的是尽量减少线圈附近导电面对线圈场的扭曲,你可以考虑不做接地填充,直接用普通走线线连接接地,主要作为一个环绕,必要时分支。但仍然不能绕整个线圈转圈以造成短路转弯。你可能需要尝试不同的配置。另一个简单尝试是稍微扩大刨面间隙,让刨子只在上面的零件需要的尺寸。仔细放置零件对此有帮助。看看较低耦合的好处是否超过铜面面积的减少。我会把VDD和GND平面移到第4层和第5层,这样它们之间只剩下非常薄的介质层,而不是被更厚的核心分隔开。除了每天处理项目上的事情外,还需要不断的提高自己的水平,完善自己的知识体系。好在事不必躬亲,平时除了参考芯片供应商提供的电路图或者现有产品的成熟设计外,也可以看看我为大家整理的资料(硬件工程师设计参考材料)。
不管遇到什么困难,都要记住,它们都是暂时的,唯有坚持是永恒的。