升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB布局-銅箔的電阻和電感

本文將介紹升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB板布局中銅箔的電阻和電感。另外，本文內(nèi)容將不局限于升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，而是會(huì)涉及到PCB板布局整體，因此可作為電路板布局的基礎(chǔ)內(nèi)容來(lái)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(huì)因傳導(dǎo)損耗而產(chǎn)生電壓降或發(fā)熱現(xiàn)象。對(duì)會(huì)流過(guò)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(lái)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(zhǎng)1mm條件下的電阻值。電阻值可以通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)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(shí)，寬3mm、長(zhǎng)50mm的銅箔的電阻值通過(guò)計(jì)算得出8.17mΩ，如右下方的公式所示。

在該示例中，流過(guò)3A電流時(shí)的電壓降為24.5mV。另外，從圖中可以看出，當(dāng)溫度升高至100℃時(shí)，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(guò)以下公式來(lái)計(jì)算。另外，右下方的曲線圖是使用該公式，根據(jù)在0.2mm～10mm的布線寬度條件下改變布線長(zhǎng)度時(shí)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(huì)下降?？梢缘贸龅慕Y(jié)論是縮短布線長(zhǎng)度是抑制銅箔電感的有效方法。

假設(shè)電感值L[H]的印刷電路板布線中流過(guò)的電流在時(shí)間t[s]之內(nèi)的變化量為i[A]，則將在其印刷電路板布線的兩端產(chǎn)生以下電壓：

例如，當(dāng)在電感值為6nH的印刷電路板布線中在10ns內(nèi)流過(guò)2A的電流時(shí)，產(chǎn)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(huì)引發(fā)較大的電壓，不僅會(huì)影響運(yùn)行，有時(shí)還有可能損壞部件。

審核編輯：湯梓紅