[经验]

在密集PCB布局中最大限度降低多个isoPower器件的辐射

2018-11-1 10:47:27

1894 isoPower 隔离转换器

集成隔离电源isoPower®的iCoupler®数字隔离器采用隔离式DC-DC转换器，能够在125 MHz至200 MHz的频率范围内切换相对较大的电流。在这些高频率下工作可能会增加对电磁辐射和传导噪声的担心。ADI公司的AN-0971应用笔记“isoPower器件的辐射控制建议”提供了最大限度降低辐射的电路和布局指南。实践证明，通过电路优化（降低负载电流和电源电压）和使用跨隔离栅拼接电容（通过PCB内层电容实现），可把峰值辐射降低25 dB以上。
倘若设计中具有多个isoPower器件并且布局非常密集，情况又将如何？是否仍然能够明显降低辐射？本笔记将针对此类情况提供一些一般指导原则。由于内层拼接电容能够构建低电感结构，因此最具优势。在整体PCB区域受限的情况下，采用多层PCB就是很好的方式。采用尽可能多的层数切实可行，同时尽可能多的交叠电源层和接地层（参考层）。图1为一个堆叠示例。


图1.PCB层堆叠示例埋层（原边3、4层，副边2至5层）可承载电力和接地电流。跨越隔离栅的交叠（例如原边上的第4层GND和副边上的第3层V Iso）可形成理想的拼接电容。通过多层PCB堆叠可形成多个交叠，从而提高整体电容。为使电容最大，还必须减小参考层之间PCB电介质材料的厚度。
另一个布局技巧就是交叠相邻的isoPower通道的各层。图2显示了一个具有四条相邻通道的示例。


图2.具有交叠拼接电容的四个相邻通道本示例中，每个输出域与其他域隔离，但是我们仍能利用一些交叠电容。图3显示了这种堆叠，可看到每个isoPower器件可增加电容以及相邻隔离区连接的情况。


图3.具有交叠拼接电容的四个相邻通道必须确保内部和外部间隙要求符合最终应用。还可使用铁氧体磁珠在任意电缆连接上提供过滤，从而
减少可能产生辐射的天线效应。
小结：
• 最大程度降低每个通道的电源要求
• 在多个PCB层上构建拼接
• 采用尽可能多的PCB层切实可行
• 在各参考层间使用最薄的电介质
• 在相邻域之间进行连接
• 确保内部和外部爬电距离仍然符合要求
• 电缆连接上提供过滤