首先, 结论得出: 一般来说, 我们将隔离驱动芯片垂直面下方的PCB设置为禁止走线层, 既不传递任何信号,也不放置各种元件, 如图 1. 然后我们再讨论为什么不能接线, 最后介绍特殊应用.

为什么不建议在芯片下方布线?

因为会影响正常的信号传输! 由于您使用的是电隔离驱动芯片, 你肯定希望原边和副边之间没有平局, 并且两者供电独立,满足应用隔离要求. 所以, 两侧一般没有电气连接线. 所以, 电桥的参考点可以延伸到芯片原来的一面吗? 结论是没有必要, 毕竟, 空间接近需要耦合效应. 经常变化的电压会通过耦合电容注入分布电流; 变化的电流会产生感应电动势. 特别适用于高频、高压的大功率开关器件, 上下桥中点处的dv/dt往往很大. 如果上桥的源极或发射极电位大面积甚至原面覆铜, 这是非常危险的. 可能会引入各种大小的分布式电流, 超过限值会导致逻辑信号紊乱,甚至芯片损坏. 即使芯片两面没有铜层耦合关系, 驱动芯片对dv/dt仍有一定的耐受性, 这是规范中的CMTI值. 标志着器件在正常使用情况下能承受的最大dv/dt. 英飞凌驱动产品处于行业领先水平, 某些型号高达 300V/ns, 可应用于SiC、GaN等高速开关器件.

无电压变化的接地信号

可以放在驱动芯片下面吗?

 

虽然下桥的地电位比较稳定, 如果是主电源地, 会有交流电通过, 这可能会影响英飞凌隔离驱动器内部无磁芯变压器的信号传输. 正如前面提到的, 英飞凌隔离驱动产品具有较强的抗dv/dt能力, 这是基于磁耦合的电气隔离技术的一个好处 (数字 2). 输入输出侧之间的开关指令等信号以电流变化的形式传输. 并且信号发送侧和接收侧有两组反绕线线圈, 如图 2. 当外界有较强电流干扰时, 产生的干扰电流大小相等、方向相反, 可以互相抵消. 此外, 基于英飞凌多年的芯片逻辑设计经验, 产品内部还会有各种滤波和整形电路来抑制这种干扰. 此外, 电流变化的影响不仅与干扰源本身的大小有关, 但也与相对距离、位置方向等因素密切相关. 这为看似具有强干扰的垂直结构提供了可行的解决方案. 这是下一节中的例外情况.

 

驱动板直接安装在模块上的情况

实际应用中是否存在驱动芯片下方电流较大的情况? 是的, 如图 3. 整个驱动板焊接在模块上方, 并且必须有电流流过模块, 很有可能出现在驱动芯片的正下方. 然而, 现实中, 运行时不干扰驱动器的正常工作, 因为变化的电流距离芯片内的无芯变压器足够远. 根据使用经验, 距离5mm以上一般没有问题.

概括

最好不要在功率开关器件的驱动器正下方发送任何信号. 如果必须离开, 然后必须要做各种验证工作,以确保整个系统能够正常工作并且不会出现波损, 波形失真, 甚至意外触发波形. 例如, 不同负载功率下, 温度, 过流甚至短路情况, 芯片不会受到干扰.