Planos de PCB del convertidor reductor

Tengo una pregunta sobre los planos de cobre de PCB con convertidores reductores. Como referencia, estoy usando el LM2673/LM2679. Las piezas tienen un diseño idéntico, utilizando el DDPAK/TO-263-7 con la lengüeta de la PCB conectada al pin de tierra del IC (pin 4).

Inicialmente, estoy colocando el dispositivo en una placa de 2 capas con el plano superior que consta solo de rastros de señal (por lo que tiene planos de cobre aislados en la parte superior junto con los rastros) y el plano inferior es el suelo. Sin embargo, dado que la pestaña está conectada a tierra, parecía más conveniente si ambos planos fueran planos de tierra tanto para los componentes SMT como para la disipación térmica. Si tuviera que usar vertidos de tierra en ambos lados, ¿cuáles son algunas áreas que se recomiendan para mantener los rellenos de cobre?

EDITAR: Encontré este hilo de TI que profundiza en lo que estoy hablando. Estoy usando inductores blindados y, según lo que dice, parece promover la idea de eliminar la capa superior de cobre debajo del inductor (manteniendo el cobre inferior lleno) para evitar problemas de EMI. Entonces, aunque mis inductores están blindados, parece una mejor práctica si mantengo el área del inductor libre de cobre. Me preguntaba si debería aplicar esta práctica a otros componentes también.

https://e2e.ti.com/support/power-management/f/196/t/538740?-DC-DC-Converter-Ground-plane-cut-below-power-inductor

¿Por qué necesita rellenos de cobre?
@VladimirCravero Creo que OP solo sabe que hay algunas situaciones en las que los rellenos de cobre son malos, pero no está seguro de cuáles son estas situaciones. No tengo conocimiento de ninguna situación en la que sean malos para algo como un convertidor reductor en el que la impedancia no coincida con nada. Sin embargo, no dejes que los vertidos de cobre floten.
@VladimirCravero Vi algunos diseños recomendados en los que el inductor de conmutación no tenía cobre debajo para reducir la EMI o algo así. No sé exactamente la razón por qué. electronics.stackexchange.com/questions/452922/…
@DKNguyen Gracias por su respuesta. He visto muchos ejemplos de diseños en los que, por ejemplo, el espacio debajo del inductor de conmutación no tiene cobre debajo en un esfuerzo por reducir la EMI o algo así. ¿A qué te refieres exactamente con no dejar los vertidos de cobre flotando? Si el plano superior está designado como 'sin señal', entonces tienes islas de cobre flotantes, pero ¿quieres decir que deberían estar atadas a algo? rohmfs.rohm.com/en/products/databook/applinote/ic/power/…
@ user101402 Sí, deberían estar vinculados a GND (o algo así). No los dejes flotando. Busqué por qué no hay cobre debajo del inductor y es para evitar que el inductor induzca corrientes de Foucault en el plano de tierra. Solo pasé dos minutos buscando pero no encontré nada definitivo sobre qué tan malo es realmente el efecto. Si el inductor está blindado, aparentemente no importa mucho.
@DKNguyen Gracias. Según lo que está diciendo, parece correcto usar vertidos de suelo en las capas superior e inferior. Encontré este hilo de TI sobre el cobre debajo del inductor. Estoy usando inductores blindados, por lo que, según lo que dicen, es mejor quitar el cobre superior que se vierte debajo de los inductores y mantener el cobre inferior. Eso es lo que creo que estoy leyendo, pero me pregunto si este principio también debería usarse en otros componentes. e2e.ti.com/support/power-management/f/196/t/…
@ user101402 Actualicé mi comentario mientras respondías. Si el objetivo son las corrientes de Foucault, entonces no hay cobre en ninguna capa debajo del inductor.
En realidad, en su documento ROHM que vinculó, dice allí mismo por qué no hay cobre debajo del inductor. En "Colocación del inductor".
@DKNguyen Está bien. Eso es para el cobre directamente debajo del inductor, así que lo veo como el cobre del plano superior. Dado que el cobre inferior está en un plano diferente, debería estar bien que el vertido en ese plano llene el espacio alrededor del inductor, ¿correcto?
@ user101402 Estoy bastante seguro de que el campo magnético también se derrama un poco por los bordes. En ese documento ROHM no hay cobre alrededor de los bordes del inductor excepto donde es inevitable. El campo magnético también atraviesa cosas, así que no creo que esté bien, aunque estaría un poco más lejos.

Respuestas (1)

con respecto a los circuitos magnéticos, la colocación de cobre directamente debajo del inductor es lo mismo que proporcionar un TURNO CORTO cerca del inductor pero con AIRE como parte clave de la ruta magnética.

Dado que el cobre superior podría estar a 1 mm o incluso más cerca de partes del flujo del inductor, el fenómeno de vueltas cortadas depende en gran medida del diseño mecánico del inductor/núcleo/pasadores de montaje y, por lo tanto, es impredecible.

Así que simplemente quite la capa superior de cobre debajo del inductor.

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Para obtener orientación sobre cómo eliminar AMBAS capas de cobre debajo del inductor, llamaría al diseñador de diseño de referencia/persona de evaluación de EMI.

O llame a CoilCraft oa un fabricante de ferrita.

Nuevamente, lo que estamos considerando aquí es la trayectoria del aire (aire + FR_4) y la franja de flujo fuera del inductor.

Sin descripciones de campo exactas y descripciones de corriente de Foucault de lámina de PCB, no sabemos el

  • 1) EMI

  • 2) pérdidas (ineficiencia del conmutador) debidas a pérdidas por corrientes de Foucault

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Observe la reciprocidad de las antenas de metal y los agujeros en las placas de metal.

Tanto metal_as_wire como metal_as_hole RADIARÁN EMI.

No desea proporcionar una antena.

Por lo tanto, eliminar el cobre de la capa inferior DEBAJO del inductor, con ese orificio convirtiéndose en una antena, no es una buena idea.

Hacer una antena de ranura, aunque no resonante, no es una buena práctica de EMI.

Observe que CUALQUIER corte del plano inferior, debajo del inductor, es equivalente a proporcionar un radiador de antena de ranura. Las corrientes circularán alrededor del borde del orificio/espacio/ranura, y aunque se trate de una antena de campo cercano, le suceden cosas malas a la EMI.

Gracias por su respuesta. Eso es lo que parecía estar entendiendo según mis lecturas, así que decidí ir a lo seguro y quitar el cobre vertido directamente debajo de mi inductor. Solo lo eliminé en el mismo plano que mi inductor, por lo que el vertido de cobre en el lado opuesto de mi tablero debería estar bien, ¿verdad? ¿O es una práctica común eliminar eso también?
@ user101402 Por lo que dice el análogo, debe dejar intacto el plano lejano porque cortar todas las capas crea una antena de ranura que no desea.
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