1 應(yīng)用簡報(bào)

減少發(fā)射

ISOW7741 旨在使用具有成本效益的兩層結(jié)構(gòu)電路板以超過 3dB 的裕量滿足 CISPR32 B 類標(biāo)準(zhǔn)。TI 在 ISOW7741 的設(shè)計(jì)和布局中使用獲得專利的對稱架構(gòu)，以減少發(fā)射。如圖 3 的 ISOW7741 內(nèi)部方框圖所示，V_ISOIN 引腳（為電路的數(shù)字隔離器部分供電）與 V_ISOOUT 引腳（集成型功率轉(zhuǎn)換器的輸出端）是隔離的。信號和電源路徑的這種隔離可降低封裝內(nèi)部的高頻耦合。此外，變壓器的開關(guān)頻率從 60MHz 更改為 25MHz，可降低發(fā)射頻譜中高頻分量的強(qiáng)度。

外部鐵氧體磁珠可用于進(jìn)一步衰減發(fā)射。將兩個(gè) 0402 型鐵氧體磁珠（器件型號：BLM15EX331SN1）放置在 V_ISOOUT 至 V_ISOIN 以及 GND2 路徑之間（如下圖所示），這將在電源線路由到 PCB 上的其他元件之前衰減電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的高頻噪聲。建議采用以下布局，實(shí)現(xiàn)器件的出色性能、超高效率和超低發(fā)射。

較低電壓紋波

使用自適應(yīng)遲滯控制器將 ISOW7741 的電壓紋波大幅降低至 24mV。具有低紋波對模擬電路的整體系統(tǒng)性能有利，因?yàn)樗山档蛯蝹€(gè)電源抑制比 (PSRR) 的要求。低紋波無需在驅(qū)動(dòng)敏感模擬電路之前使用 LDO 等電路進(jìn)行額外濾波，這能夠節(jié)省布板空間并降低設(shè)計(jì)成本。

自適應(yīng)遲滯控制器具有兩大優(yōu)勢。第一個(gè)優(yōu)勢是能夠更靈活地使用去耦電容器來進(jìn)一步改善紋波。使用 100μF 旁路電容器可實(shí)現(xiàn) < 10mV 的電壓紋波。另一個(gè)優(yōu)勢是該設(shè)計(jì)具有出色的瞬態(tài)負(fù)載調(diào)節(jié)性能，例如，負(fù)載在 0 和 1 之間變化的 CAN 應(yīng)用。

其他診斷和設(shè)計(jì)增強(qiáng)功能

ISOW7741 也包含診斷功能，可驗(yàn)證系統(tǒng)和產(chǎn)品的行為是否符合預(yù)期?！皢⒂弥绷?直流故障保護(hù)功能”引腳可用作輸入引腳，以啟用或禁用集成型直流/直流電源轉(zhuǎn)換器；也可用作輸出引腳，從而在電源轉(zhuǎn)換器運(yùn)行不正常時(shí)發(fā)出警報(bào)。如果在 V_DD > 7V、V_DD < 2.5V 下報(bào)告了故障，或者結(jié)溫 > 170°C，此引腳將變?yōu)榈碗娖剑弥绷?直流轉(zhuǎn)換器，以防對 ISOW7741 以及下游元件造成嚴(yán)重?fù)p壞。

如前所述，ISOW7741 可分離邏輯和電源路徑，從而實(shí)現(xiàn) 1.71V 至 5.5V 的邏輯電源電壓范圍和 3V 至 5.5V 的電源轉(zhuǎn)換器電源電壓范圍。例如，這允許電源轉(zhuǎn)換器在 5V 輸入電壓和 5V 輸出電壓下工作，同時(shí)為 ADC 等次級側(cè)元件提供低至 1.8V 的邏輯電壓。

ISOW7741 還將 V_ISOOUT 負(fù)載調(diào)節(jié)從 10% 降至 5%。負(fù)載調(diào)節(jié)對系統(tǒng)很重要，以便在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)為次級側(cè)元件提供穩(wěn)定的電壓。如果未保持適當(dāng)?shù)呢?fù)載調(diào)節(jié)，下游器件（例如收發(fā)器或 ADC）對其保證值而言將微不足道。

ISOW7741 CISPR32 發(fā)射數(shù)據(jù)（與競爭產(chǎn)品相比）

ISOW7741 使用隔離電容器與隔離變壓器的組合，可實(shí)現(xiàn)業(yè)界超高的隔離額定值和超長使用壽命。當(dāng)受控電源和數(shù)據(jù)信號通過這些隔離柵時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電磁干擾 (EMI)。這些輻射發(fā)射 (RE) 會(huì)對其他電子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的性能產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，隔離器件需要保持電磁兼容性并符合傳導(dǎo)和輻射發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)。輻射發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)/測試的目的有兩個(gè)：確保器件的輻射發(fā)射不干擾廣播無線電服務(wù)，并規(guī)定用于確保測量再現(xiàn)性和結(jié)果重復(fù)性的規(guī)程。

CISPR 32 是面向多媒體設(shè)備 (MME) 的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。這涉及信息技術(shù)設(shè)備 (ITE)、音頻設(shè)備、視頻設(shè)備、廣播接收設(shè)備和娛樂照明控制設(shè)備。CISPR32 考慮了兩類最終用戶終端設(shè)備。A 類設(shè)備是專為在商業(yè)、工業(yè)或商業(yè)環(huán)境中使用而銷售的設(shè)備。B 類設(shè)備則是指那些家用設(shè)備。B 類限制比 A 類限制更嚴(yán)格，如下表所示。

CISPR32 指定了一個(gè)放置在消聲室中的非導(dǎo)電轉(zhuǎn)盤上的被測設(shè)備 (EUT)，如圖 6 所示。EUT 放置在距離接收天線 10 米遠(yuǎn)的位置。天線按水平極化和垂直極化進(jìn)行配置，并將高度調(diào)整到 1 米和 4 米之間。對于每個(gè)天線高度和極化方式，轉(zhuǎn)盤上的 EUT 會(huì)從 0 度旋轉(zhuǎn)到 360 度，以找到最大場強(qiáng)讀數(shù)。所記錄的不同極化和高度之間的最壞情況發(fā)射讀數(shù)在 30MHz 到 1GHz 之間。

圖 7 所示為 ISOW7741 的評估模塊板，用在 CISPR32 輻射發(fā)射測試中。EVM 原理圖和 PCB 布局可在 ISOW7741DFEVM 用戶指南中找到。圖 8 所示為 ISOW7741 EVM 測試設(shè)置的簡要方框圖。鐵氧體磁珠的放置很有戰(zhàn)略性，在線性穩(wěn)壓器 (LDO) 之前和之后以及 ISO7741 的輸出電源引腳 (VISOOUT) 上，用以抑制系統(tǒng)級發(fā)射。表 1 所示為 ISOW7741 和競爭器件的三種配置，采用 CISPR32 B 類輻射發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了測試。

下圖分別顯示了三種配置的測試結(jié)果。ISOW7741 通過了 CISPR32 B 類輻射發(fā)射測試，所有三種配置都有足夠的裕量。競爭器件未能通過采用 5V 輸出、100mA 負(fù)載（測試 1）和 3.3V 輸出、50mA 負(fù)載（測試 2）配置的 CISPR32 B 類輻射發(fā)射測試。它僅通過了 5V 輸出、10mA 負(fù)載（測試 3）測試。ISOW7741 不僅以足夠的裕量通過了 CISPR32 B 類輻射發(fā)射測試，而且其發(fā)射能級與產(chǎn)生的輸出電壓和負(fù)載量無關(guān)。對于具有可變負(fù)載條件和不同電壓電平要求的系統(tǒng)，要符合電磁兼容性 (EMC) 標(biāo)準(zhǔn)，ISOW7741 發(fā)射能級的一致性是個(gè)顯著優(yōu)勢。

圖 15 顯示，在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮了發(fā)射注意事項(xiàng)的系統(tǒng)中使用 ISOW7741 有助于保持發(fā)射能級與本底噪聲一樣低。