本文將介紹升壓型DC/DC轉換器的PCB板布局中銅箔的電阻和電感。另外,本文內容將不局限于升壓型DC/DC轉換器,而是會涉及到PCB板布局整體,因此可作為電路板布局的基礎內容來了解。
銅箔的電阻
銅箔是一種PCB圖案布線,具有電阻。在較大電流條件下,會因傳導損耗而產生電壓降或發熱現象。對會流過大電流的線路,需要考慮銅箔的電阻值。
銅箔電阻通常按單位面積來考量。下圖表示單位面積的銅箔電阻值。通常為銅箔厚35μm、寬1mm、長1mm條件下的電阻值。電阻值可以通過以下公式來計算。
使用從圖表中讀取到的單位面積的電阻值RP,可以將公式變形為左下方所示的公式,例如,在25℃時,寬3mm、長50mm的銅箔的電阻值通過計算得出8.17mΩ,如右下方的公式所示。
在該示例中,流過3A電流時的電壓降為24.5mV。另外,從圖中可以看出,當溫度升高至100℃時,RP增加至0.63mΩ,電壓降增加至31.6mV,大約增加了29%。如果該銅箔引起的電壓降超出容許范圍,則基本上就需要考慮布線寬度了。
銅箔的電感
銅箔中也存在電感量。銅箔中的電感量可通過以下公式來計算。另外,右下方的曲線圖是使用該公式,根據在0.2mm~10mm的布線寬度條件下改變布線長度時的電感量繪制而成的。
從公式可以看出,電感值基本上不依賴于銅箔的厚度。此外,從圖中可以看出,即使布線寬度提高到2倍,令人意外的是電感值也不會下降。可以得出的結論是縮短布線長度是抑制銅箔電感的有效方法。
假設電感值L[H]的印刷電路板布線中流過的電流在時間t[s]之內的變化量為i[A],則將在其印刷電路板布線的兩端產生以下電壓:
例如,當在電感值為6nH的印刷電路板布線中在10ns內流過2A的電流時,產生的電壓如下:
需要注意的是,在某些條件下布線的寄生電感也會引發較大的電壓,不僅會影響運行,有時還有可能損壞部件。
審核編輯:湯梓紅
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