在密集PCB布局中最大限度降低多个 isoPower 器件的辐射

集成隔离电源iCoupler®的 digital isolators with integrated isolated power, isoPower,®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