如何避免采用复杂的EMI抑制技术 以实现紧凑、高性价比的隔离设计

James Scanlon ADI公司

出于各种原因,电子系统需要实施隔离。它的作用是保护人员和设备不受高电压的影响,或者仅仅是消除PCB上不需要的接地回路。在各种各样的应用中,包括工厂和工业自动化、医疗设备、通信和消费类产品,它都是一个基本设计元素。虽然隔离至关重要,但它的设计也极其复杂。控制功率和数据信号通过隔离栅时,会产生电磁干扰(EMI)。这些辐射发射(RE)会对其他电子系统和网络的性能产生负面影响。

对于带隔离的电路设计,一个重要的步骤是跨隔离栅传输功率,并缓解产生的RE。虽然传统方法可能行之有效,但它们往往需要权衡取舍。其中可能包括使用分立式电路和变压器来传输功率。这种方法笨重耗时,会占用宝贵的PCB空间,无一不会增加成本。更经济高效的解决方案是将变压器和所需的电路集成到更小外形中,如芯片封装。虽然这样可以节省电路板空间,降低设计的复杂性和成本,但也使得变压器体积变小,具备的绕组更少,需要更高的开关频率(高达200 MHz)才能高效地将所需的功率传输到次级端。在更高频率下,寄生共模(CM)电流可能通过变压器的绕组以容性方式从初级端耦合至次级端。因隔离栅的性质所限,没有物理路径可以让这些CM电流返回初级端。隔离栅形成一个偶极,将能量以CM电流的形式辐射,并让其返回到初级端。这就引发了另一个重要考虑因素:合规性。

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