川土微电子 | 隔离电源的辐射抑制设计参考（三）
构建边缘防护
电源层和地层之间 的电场是变化的，在 PCB 板的会向外辐射电磁干扰，称为边缘效应。将电源层内缩，使得电场只在接地层的范围内传导， 以减少向外辐射。若电源平面的边缘到地平面的边缘内缩两个平面层间距的 20 倍以上， 可以有效降低向外辐射，即 20H 法则。如图 11 所示。
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在 PCB 四周加上一些接地的过孔，形成接地过孔防护盾，将噪声返回到地层， 减少对外的辐射。如图12 所示。
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过孔屏蔽墙的设计如下，效果更佳：
有一排以上的过孔；若有两排以上， 两排过孔尽量相互错开；同一排的过孔间距不小于电磁波波长 λ 的二十分之一。 实际布线时， 过孔间距可以取 3mm 左右，足以对屏蔽 1GHz 以下的电磁干扰。宽频磁珠的使用
磁珠有高频磁珠、宽频磁珠等不同的类型，高频磁珠，相应速度快，频段较窄，适用于特定频段的噪声抑制。而宽频磁珠具有在比较宽的频段上保持相对较高的阻抗。由于芯片频率工作在约 70MHz，在基频及其多倍频处辐射干扰比较明显。
磁珠的主要原材料为铁氧体， 宽频磁珠具有低频阻抗很低， 在很宽的高频频段内保持较高的阻抗。 RF 能量是叠加在直流传输电平上的交流成分， 直流成分是需要
的有用信号，而射频 RF 能量却是无用的电磁感染沿着线路和空间传输，形成 CE 传导和 RE 辐射干扰。贴片磁珠扮演着高频电阻的角色，允许直流信号通过，而滤除相应频段的交流信号。铁氧体磁珠在高频下的高电阻特性决定了其是一个消耗能量装置，高频噪声能量在磁珠上转化为热能。
下面是型号为 FBG2912-601Y 的宽频磁珠，其阻抗-频率特性如下图所示。
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在较高的频段，如大于 100MHz， 磁珠的阻抗主要由电阻成分构成，随着频率的升高，磁珠磁芯的磁导率降低，导致电感量减少，感抗成分减小，但是此时磁芯的损耗增加，电阻成分增加。当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转化为热能的形式消耗掉，对降低 RE 辐射有帮助。
在相对较低的频段，如小于 10MHz， 磁珠的阻抗主要有感抗构成，低频时电阻成分很小。 磁芯的磁导率较高， 电感量相对电阻较大，电感起主要作用。 这时磁芯的损耗较小，磁珠相当于一个低损耗、高品质因数特性的电感。
选择磁珠时，应考虑在需要的频段相对阻抗较大的阻抗。如 FBG2912-601Y 型号的磁珠，在 30MHz 到1GHz 的频段内都有着较高的阻抗。
此外，铁氧体磁珠的摆放位置应尽可能靠近干扰源的地方，如下图所示。
应用时，如果一个磁珠的衰减量不够时，可以使用多个相同磁珠串联使用， 也可以使用不同型号的磁珠串联使用，这样可以覆盖更宽的频率范围。
编辑：admin 最后修改时间：2022-06-09
