控制isoPower器件輻射的正確方法

對于含有isoPower器件的應用的輻射和噪聲控制，PCB布局與結(jié)構(gòu)是非常重要的。今天我們就說說相關輻射機制，并為您提供解決輻射問題的具體建議。

isoPower概述

isoPower常用來驅(qū)動iCoupler數(shù)據(jù)通道的副邊，以及為片外負載供電。ADI應用了數(shù)種電源架構(gòu)來實現(xiàn)隔離電源的設計目標，如高效率、小尺寸和高輸出電壓等（參見圖1）。

圖1. isoPower架構(gòu)

這些架構(gòu)有三個共同元件：

* 變壓器，用來將電源耦合至iCoupler的副邊；* 振蕩器儲能電路，它以最佳頻率開關流入變壓器的電流，以實現(xiàn)高效率傳輸；* 整流器，它在iCoupler的副邊上重建直流電平。

這些功能在開關電源中很常見，但其工作頻率比標準DC-DC轉(zhuǎn)換器高三個數(shù)量級，使轉(zhuǎn)換器工作所產(chǎn)生的噪聲落在30 MHz至1 GHz范圍內(nèi)，因而產(chǎn)生輻射問題。

輻射源

在使用isoPower的PCB中，有兩種輻射源：邊緣輻射和輸入至輸出偶極子輻射。

邊緣輻射：當各種來源產(chǎn)生的差分噪聲在電路板邊緣會合并從層間空間泄露出來，形成一個波導時，便會產(chǎn)生邊緣輻射(圖2)。

圖2. 邊緣匹配的接地電源對產(chǎn)生的邊緣輻射

板的邊緣形成一個與貼片天線邊緣類似的結(jié)構(gòu)。邊緣不匹配量超過20h時(h為層間距)，電磁場在PCB之外有效耦合，產(chǎn)生極高的輻射(圖3)。

圖3. 邊緣不匹配的接地電源對產(chǎn)生的邊緣輻射

輸入至輸出偶極子輻射：當驅(qū)動電流源通過接地層之間的間隙時，便會產(chǎn)生輸入至輸出的偶極子輻射。這是isoPower應用輻射的主要機制。隔離電源需要驅(qū)動電能通過接地層之間的間隙。與電源信號相關的高頻鏡像電荷無法跨越邊界，導致間隙上出現(xiàn)差分信號，從而形成偶極子天線，如圖4所示。

圖4. 輸入與輸出之間的偶極子輻射

傳導噪聲源

大電流和高頻率也會在接地層和電源層上產(chǎn)生傳導噪聲。VDD噪聲的產(chǎn)生原因是旁路電容和接地層/電源層無力向isoPower DC-DC轉(zhuǎn)換器提供足夠的高頻電流。另外接地層和電源層之間的較大距離會在其間產(chǎn)生較大電感，限制接地層/電源層快速提供電流的能力。

抗電磁輻射技術(shù)

以下是幾種可直接應用于isoPower器件，可以有效降低電磁輻射和板上噪聲：

＊ 輸入至輸出接地層拼接電容＊ 功率控制＊ 邊緣防護＊ 內(nèi)層容性旁路＊ 降低功耗，降低工作電壓

設計規(guī)程建議

可以考慮采用下述一般設計實踐，最大程度降低PCB的電磁輻射。這些方法不會在待驗證審查的PCB上產(chǎn)生任何額外的隔離邊界。

＊ 至少使用四層堆疊；

＊ 將電源和接地層盡可能靠近排列，以優(yōu)化旁路性能；

＊ 電源線上的所有過孔應盡可能大，小過孔電感較大，且會產(chǎn)生噪聲，使用多個小過孔在降低過孔電感方面不如一個大過孔有效，因為即使存在多條路徑，大部分電流仍只會通過距離最近的過孔；

＊ 布線時務必要考慮信號的參考層，保證鏡像電荷路徑至關重要，以使鏡像電荷不必迂回繞行甚至與另一層上的原始信號會合；

＊ 切勿將高速信號布線靠近PCB邊緣排放；

＊ 數(shù)據(jù)或電源線路離開電路板時，特別是通過電纜離開電路板時，會引起額外的輻射問題?？梢岳么┬臑V波電容或類似的濾波器結(jié)構(gòu)使電纜輻射降至最低程度。

以上每種方法可以用于特定輻射源，并可以與所介紹的其它技術(shù)合并使用，以根據(jù)需要降低相關輻射，但這些技術(shù)適用于全部isoPower產(chǎn)品線。所有isoPower產(chǎn)品均含有類似的儲能電路和整流電路哦~