在密集PCB布局中最大限度降低多个 isoPower 器件的辐射

iCoupler®数字隔离器集成了隔离功率器件,它采用隔离式DC-DC转换器,能够在125 MHz至200MHz的频率范围内切换大的电流。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应用笔记为isoPower器件辐射控制提供了电路辐射降低和布局指南。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25dB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”
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”
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”
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爬电距离要求符合最终应用。还可使用铁氧体磁珠在任意电缆连接上提供滤波功能,从而减少可能产生辐射的天线效应。

小结

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