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在密集PCB布局中最大限度降低多個 isoPower 器件的輻射

發(fā)布時間：2020-09-09 責(zé)任編輯：wenwei

【導(dǎo)讀】集成隔離電源iCoupler®的 digital isolators with integrated isolated power, isoPower,®數(shù)字隔離器采用隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器，能夠在125 MHz至200 MHz的頻率范圍內(nèi)切換相對較大的電流。在這些高頻率下工作可能會增加對電磁輻射和傳導(dǎo)噪聲的擔(dān)心。

ADI公司的AN-0971 應(yīng)用筆記 isoPower 器件的輻射控制建議提供了最大限度降低輻射的電路和布局指南。實踐證明，通過電路優(yōu)化（降低負載電流和電源電壓）和使用跨隔離柵拼接電容（通過PCB內(nèi)層電容實現(xiàn)），可把峰值輻射降低25 dB以上。

倘若設(shè)計中具有多個isoPower 器件并且布局非常密集，情況又將如何？是否仍然能夠明顯降低輻射？本筆記將針對此類情況提供一些一般指導(dǎo)原則。

由于內(nèi)層拼接電容能夠構(gòu)建低電感結(jié)構(gòu)，因此最具優(yōu)勢。在整體PCB區(qū)域受限的情況下，采用多層PCB就是很好的方式。采用盡可能多的層數(shù)切實可行，同時盡可能多的交疊電源層和接地層（參考層）。圖1為一個堆疊示例。

圖1.PCB層堆疊示例

埋層（原邊3、4層，副邊2至5層）可承載電力和接地電流。跨越隔離柵的交疊（例如原邊上的第4層GND和副邊上的第3層V Iso）可形成理想的拼接電容。通過多層PCB堆疊可形成多個交疊，從而提高整體電容。為使電容最大，還必須減小參考層之間PCB電介質(zhì) 材料的厚度。

另一個布局技巧就是交疊相鄰的 isoPower 通道的各層。圖2顯示了一個具有四條相鄰?fù)ǖ赖氖纠?/div>

圖2.具有交疊拼接電容的四個相鄰?fù)ǖ?/div>

本示例中，每個輸出域與其他域隔離，但是我們?nèi)阅芾靡恍┙化B電容。圖3顯示了這種堆疊，可看到每個isoPower 器件可增加電容以及相鄰隔離區(qū)連接的情況。

圖3.具有交疊拼接電容的四個相鄰?fù)ǖ?/div>

必須確保內(nèi)部和外部間隙要求符合最終應(yīng)用。還可使用鐵氧體磁珠在任意電纜連接上提供過濾，從而減少可能產(chǎn)生輻射的天線效應(yīng)。

小結(jié)：

● 最大程度降低每個通道的電源要求

● 在多個PCB層上構(gòu)建拼接

● 采用盡可能多的PCB層切實可行

● 在各參考層間使用最薄的電介質(zhì)

● 在相鄰域之間進行連接

● 確保內(nèi)部和外部爬電距離仍然符合要求

● 電纜連接上提供過

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