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先進emc的pcb設計和布局第8部分(留存版)

2025-08-10 06:33上一頁面

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【正文】 有人用1kHz的時鐘頻率使用CSP,這一直超過了發(fā)射限制到1GHz (它的時鐘的百萬分之一諧振)。 來自散熱器的電場可以直接發(fā)射,引起輻射發(fā)射的問題,它們也可以與導體和金屬框架耦合,引起傳導發(fā)射的問題。當共振頻率碰巧與信號頻率或其諧振頻率一致時,來自散熱器的發(fā)射可以增加30dB或更多。垂直翅片增加多數(shù)/所有共振模態(tài)的共振增益,參見圖8F、 8G和8H。有6個點時,在從直流到3GHz內(nèi)的發(fā)射低得多。 觀察圖8N,下一步看來很明顯設計將散熱器連接到PCB的零件,這樣就將IC封閉到“法拉第籠子”中 屏蔽IC,造成散熱器和平面的更好結合,在PCB級別給出最好的EMC性能。如果IC的外形足夠小,就可以使用可壓縮的傳導墊圈,甚至傳導膠水珠。 可以使用被屏蔽的熱接口,它們有兩個熱傳導絕緣層,以及夾在中間的金屬屏蔽層,有助于保持零散噪聲電流從散熱器出來。 ,但也適用于電源設備的散熱。從TO220的金屬調(diào)整片的發(fā)射引起反相器在較寬的頻率范圍內(nèi)不能滿足一般的(傳導或輻射)發(fā)射限制,當然,它不能連接到參考點,因為它直接連接到開關半導體的漏極。將整個導熱管結合組裝到PCB平面或附屬的基座(結果仍是良好地結合到PCB平面,參見[7])時,如果比較困難,就可以如前那樣將熱量收集部分結合到PCB平面,然后在導熱管周圍夾一個鐵氧體,以減少導熱管組裝的較大部分的發(fā)射,如圖8Q。使用具有較低介電常數(shù)和/或較厚的熱絕緣接口材料,來散熱器和半導體硅片和結合電線之間的零散電容的大小 [20]。還有,一些制造采購人員可能不顧采購規(guī)格說明中的條紋,采購陽極化的鋁而不是鍍鉻(alochromed)的鋁,或者聚合物鈍化的有涂層的零件,因為“它們看起來都一樣:都是灰色的金屬”。圖8M顯示了一個模擬,它研究同樣的權衡是否適用于散熱器平面結合。 在涉及的頻率范圍內(nèi)存在散熱共振的地方,IC或電源晶體管的最佳位置通常是散熱器的基座的中央,這也通常對于其熱性能也是最佳的。如果參考電壓點不是正確的點,則以這種方式注入到其中的噪聲電流可以引起自干擾或引起更多的發(fā)射。但是,在COB的泡狀蓋保護上面噴上感應墨水,屏蔽COB就比較容易,且成本低。圖8B顯示了SI、基底損耗率、跡線長度之間的關系。 所有攜帶電源和OV的PCB連接器都應該使用鄰接其電源的針腳和OV連接。在此前,電磁兼容雜志發(fā)表的 電磁兼容技術設計系列文章 [1]就包括了一節(jié)PCB設計和布局,但僅僅覆蓋了PCB中最基本的EMC技術,即無論電路有多簡單,所有PCB都必須遵循的技術。這個系列適合將在PCB上構造的電子電路的設計人員,并可作為PCB設計人員的課程。1 到PCB的電源連接 這個例子不均勻雙端子,高數(shù)字速率或頻率信號不是很好電源出/入針腳連接方法、平面或電源橫桿在涉及到的最高頻率下具有低阻抗,這也很重要。多個平面結合點應該沿散熱器分布,以減少結合電感和提高散熱器的共振頻率。 圖8L繪制了圖8J和8K中的情況下,散熱器上方的一個點處的場強與頻率的關系。圖8N給出了Intel設計的例子[19] 很簡單,焊接到PCB、與設備之上的散熱器進行彈簧舌接觸的金屬壓模 (中間的洞用于IC和散熱器之間熱傳導介質(zhì))。這樣的金屬結構有時稱為“尖樁籬笆”或“畫框”。其目的是激勵電源設備引起的零散電流以涉及的最高頻率處的較低阻抗,返回到PCB(從而回到所有相關的電源橫條),這樣(由于趨膚效應)這些電流幾乎停留在封閉的內(nèi)部,不引起外部發(fā)射。 這些模擬結果暗示了一些有趣和有用的應用,特別是它證明試圖移動高于涉及的頻率范圍的最低散熱共振是不現(xiàn)實的。 圖8J顯示樣本散熱器在浮動時(沒有結合到任何東西時),周圍的場的計算機模擬,圖8K模擬了結合到有4個方向(每個角落一個方向)的無限平面的相同散熱器,使用的模擬器是運行在現(xiàn)代PC上的FLO/EMC,盡管它為從直流到10GHz的所有頻率計算三維場模式,這兩幅圖僅顯示了一個平面上一個頻率處的場模式。沒有大于150kHz發(fā)射的低頻電路可能永遠不用使用這里描述的散熱技術來改進抗擾性。差分線對(在其驅(qū)動器、PCB跡線、連接器針腳和外部連接電纜中,參見[6]中的不均衡越低,對于給定EMC性能水平,給定數(shù)目的信號需要的電源/OV
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