реклама на сайте
подробности

 
 
 
Reply to this topicStart new topic
> Fencing первичной стороны isoPower, 3 варианта
def_rain
сообщение Jun 27 2017, 15:04
Сообщение #1


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 160
Регистрация: 23-09-15
Из: Спб
Пользователь №: 88 520



Здравствуйте господа.
На плате располагаются RS-485 цифровой изолятор ADM2687EBRIZ со встроенной системой isoPower и iCoupler.
Analog Devices в своих APPLICATION NOTE рекомендует ограждать первичную сторону с помощью via Fencing.
Прикрепленное изображение


Хочу предложить на Ваше рассмотрение 3 варианта данного ограждения и определить какой из них имеет право на исполнение в более реальной(нежели чем на фото) PCB.
Steck:
1.TOP-GND-sign
2.GND
3.PWR-3.3V
4.PWR-5.0V
5.GND-sign
6.BOT-GND

Вариант 1:
Fencing обвел желтым. На слоях 3.3В и 5.0В сделаны полигоны соответствующих напряжений и одновременно с небольшим отступом от них сделана полоска земли, связанная через via со всеми слоями земли. Полигоны земли на TOP BOT и внутренних слоях GND сплошные. Т.о. имеем полностью заизолированный на землю край на всех слоях прошитый переходными.
Минус данного метода в том, что под микросхемой полоска заземления не прошита полностью, т.к. мешают вывода.

Прикрепленное изображение

Прикрепленное изображение

Прикрепленное изображение


Прикрепленное изображение


Вариант 2:
Fencing перенесен под корпус и там же прошит переходными (устранен минус первого метода), однако изоляция стала меньше, т.к. расстояние между полигонами по первичке и вторичке уменьшилось.
Прикрепленное изображение

Прикрепленное изображение


Вариант 3:
Комбинация 1го и 2го варианта. Под микросхемой на TOP ничего нет, однако fencing продолжается под микросхемой во внутренних слоях и BOT но при этом не прошит переходными. Плюс в том что не уменьшается изоляция под микросхемой на TOP и разрыв между полигоном и полоской fencing'а не проходит под выводами микросхемы.

Прикрепленное изображение


PS
Хочу внести ясность по теме вопроса: fencing я делаю для уменьшения излучения isoPower. Рекомендуется в первую очередь ограждать первичную сторону. Она шумит на частотах порядка 180МГц, вторичка шумит на 300-360МГц.
Шум генерирует колебательный контур внутри МС с системой isoPower. В итоге с торцов идет излучение и для его отражения назад делаем забор из VIA.


Прикрепленное изображение


Прикрепленное изображение

Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Old_horse
сообщение Jun 27 2017, 17:26
Сообщение #2


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 96
Регистрация: 12-07-09
Из: Москва
Пользователь №: 51 174



ИМХО сильно бороться за промежуток нет смысла, самое тонкое место - расстояние между выводами емкостей С157, С158. В рекомендациях нарисована сетка отверстий с обоих сторон. У Вас не заметил fencing на стороне изолированных интерфейсов. По идее импульсные помехи есть с обеих сторон, наверное каждую часть нужно окружать своей землей. Может быть сделать как в варианте 2 или 3, но с обеих сторон? Также заметил еще один момент - маленький промежуток между соседними интерфейсами. Может увеличить зазор между ними, срезав ненужные углы на полигонах.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
def_rain
сообщение Jun 27 2017, 20:40
Сообщение #3


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 160
Регистрация: 23-09-15
Из: Спб
Пользователь №: 88 520



Цитата(Old_horse @ Jun 28 2017, 06:26) *
ИМХО сильно бороться за промежуток нет смысла, самое тонкое место - расстояние между выводами емкостей С157, С158.

Тоже об этом думал,даже как то вычитал, что этот изоляционный барьер напрямую связан с характеристиками цифрового изолятора. Т.е. если у него указана изоляция 2.5кВ, то это значение будет действительным только при ширине барьера под микросхемой равной расстоянию между выводами по первичной и вторичной стороне. Конденсатор, кстати, тоже высоковольтный 2.5кВ. В итоге имеем что для данного модуля в целом изоляция 2.5кВ, несмотря на то что тонкое место изоляции под кондером. По крайнем мере так я это себе представляю.

Цитата(Old_horse @ Jun 28 2017, 06:26) *
В рекомендациях нарисована сетка отверстий с обоих сторон. У Вас не заметил fencing на стороне изолированных интерфейсов. По идее импульсные помехи есть с обеих сторон, наверное каждую часть нужно окружать своей землей. Может быть сделать как в варианте 2 или 3, но с обеих сторон?

Хочется сделать с двух сторон, просто для этого нужно будет плату в размерах немного увеличить, потому что в таком виде не поместится, а размеры платы критичны... интересно как это все влияет в целом?
Между двумя этими модулями RS-485 уменя 2 мм(между полигонами в самом узком месте).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Mikle Klinkovsky
сообщение Jun 28 2017, 03:13
Сообщение #4


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 949
Регистрация: 10-10-05
Из: 54°36'41.81" 39°43'6.90"
Пользователь №: 9 445



Если надо рабочее напряжение поднять до максимума, то под кондёром зазор по поверхности надо заменить на воздушный (сделать не металлизированный паз фрезеровкой). Тщательнее мыть плату, что бы флюс не ухудшал характеристики заявленные для корпусов.

И вообще, вы бы определились, сколько вольт вы хотите заявить как максимальное рабочее напряжение, и при каких условиях окружающей среды. И ещё всё тоже самое между каналами.

А вот после того, как обеспечите все нужные (определённые) зазоры в интерфейсе и источниках питания, уже занимайтесь танцами с бубном на оставшейся площади.


--------------------
Подвиг одного - это преступление другого! (с) Жванецкий
Go to the top of the page
 
+Quote Post
def_rain
сообщение Jun 28 2017, 06:01
Сообщение #5


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 160
Регистрация: 23-09-15
Из: Спб
Пользователь №: 88 520



Цитата(Mikle Klinkovsky @ Jun 28 2017, 16:13) *
Если надо рабочее напряжение поднять до максимума, то под кондёром зазор по поверхности надо заменить на воздушный (сделать не металлизированный паз фрезеровкой). Тщательнее мыть плату, что бы флюс не ухудшал характеристики заявленные для корпусов.

И вообще, вы бы определились, сколько вольт вы хотите заявить как максимальное рабочее напряжение, и при каких условиях окружающей среды. И ещё всё тоже самое между каналами.

А вот после того, как обеспечите все нужные (определённые) зазоры в интерфейсе и источниках питания, уже занимайтесь танцами с бубном на оставшейся площади.


Спасибо, это эффективные способы. Фрезеровка при таком разделении под микросхемой еще ,насколько знаю, токи утечки по корпусу микросхемы перенаправляет(кратчайшее расстояние уже не по плате).
Вообще у данной платы это уже редизайн. Предыдущая версия примерно с такими зазорами как на этой и при эксплуатации проблем замечено не было... Хотя кто его знает что там может случиться в метре идет сила 6800В 2000А...

Мнения по поводу fencing'а по прежнему интересны.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Карлсон
сообщение Jun 28 2017, 07:04
Сообщение #6


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 162
Регистрация: 29-09-06
Из: Москва
Пользователь №: 20 800



Это http://www.analog.com/media/en/technical-d...ides/ug-317.pdf вы, разумеется, видели?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Uree
сообщение Jun 28 2017, 07:37
Сообщение #7


Знающий
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 859
Регистрация: 25-04-05
Из: Z. Gora
Пользователь №: 4 480



Цитата(def_rain @ Jun 27 2017, 22:40) *
...По крайнем мере так я это себе представляю.


Вы можете себе и так это представлять, но организации типа DECRA и UL при проверке устройств на безопасность смотрит на самое узкое место. Параметры самих компонентов тоже проверяются, но отдельно и, понятное дело, они тоже должны соответствовать. Если описаны safety distance/creepage(а они описаны, даже не сомневайтесь), то они должны быть соблюдены на _всей_ плате. Вы же понимаете, ток не будет смотреть, что "здесь пошире здесь и остановлюсь", он будет искать самое узкое/короткое место и если оно есть, то он его найдет.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
def_rain
сообщение Jun 28 2017, 07:48
Сообщение #8


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 160
Регистрация: 23-09-15
Из: Спб
Пользователь №: 88 520



Цитата(Карлсон @ Jun 28 2017, 20:04) *
Это http://www.analog.com/media/en/technical-d...ides/ug-317.pdf вы, разумеется, видели?


Может и видел когда-то, сложно уже сказать, много разных смотрел... Но все равно спасибо.
PS
Я не разу не видел чтобы в Evaluation Board для микросхем с цифровой развязкой хоть раз была металлизация на Top'е под самим корпусом, в области, которая по идее обеспечивает изоляцию.
Однако в предложенном мной варианте номер 2 как раз я так и предлагаю. Может пойти методом исключения и отмести этот вариант...

Цитата(Uree @ Jun 28 2017, 20:37) *
Вы можете себе и так это представлять, но организации типа DECRA и UL при проверке устройств на безопасность смотрит на самое узкое место. Параметры самих компонентов тоже проверяются, но отдельно и, понятное дело, они тоже должны соответствовать. Если описаны safety distance/creepage(а они описаны, даже не сомневайтесь), то они должны быть соблюдены на _всей_ плате. Вы же понимаете, ток не будет смотреть, что "здесь пошире здесь и остановлюсь", он будет искать самое узкое/короткое место и если оно есть, то он его найдет.


Тогда если рассмотреть один из моих модулей, то выходит что стОит выбрать Вариант2 с металлизацией под корпусом МС, ведь все равно под кондером изоляция уже. Зато получаем fencing на всех 6ти слоях, можно даже сделать его по первичке и вторичке.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Uree
сообщение Jun 28 2017, 07:57
Сообщение #9


Знающий
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 859
Регистрация: 25-04-05
Из: Z. Gora
Пользователь №: 4 480



Цитата(def_rain @ Jun 28 2017, 09:48) *
...выходит что стОит выбрать Вариант2 с металлизацией под корпусом МС, ведь все равно под кондером изоляция уже.


Именно.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
def_rain
сообщение Jun 28 2017, 08:05
Сообщение #10


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 160
Регистрация: 23-09-15
Из: Спб
Пользователь №: 88 520



Хочу внести ясность по теме вопроса: fencing я делаю для уменьшения излучения isoPower. Рекомендуется в первую очередь ограждать первичную сторону. Она шумит на частотах порядка 180МГц, вторичка шумит на 300-360МГц.
Шум генерирует колебательный контур внутри МС с системой isoPower. В итоге с торцов идет излучение и для его отражения назад делаем забор из VIA.

Просто не одного коментария по поводу цели данного fencing


Прикрепленное изображение


Прикрепленное изображение
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Lerk
сообщение Jun 28 2017, 10:19
Сообщение #11


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 285
Регистрация: 5-05-11
Пользователь №: 64 797



Цитата(def_rain @ Jun 28 2017, 11:05) *
Просто не одного коментария по поводу цели данного fencing


http://www.analog.com/media/en/technical-d...tes/AN-0971.pdf

Цитата
The spacing of the vias used to create the edge guard is difficult to determine without extensive modeling. Analog Devices test boards used 4 mm via spacing for the evaluation boards. This spacing is small enough to provide attenuation to signals less than 18 GHz, and it conformed to general guidance from other sources. The number of vias required is reasonable. Further investigation into the via density was not conducted.


Цитата
All vias in the power path should be as large as practical. Small vias have high inductance and generate noise. Using multiple small vias is not as effective in reducing via induct-ance as a single large via because the bulk of the current goes through the closest via, even if multiple paths are present.


И в этом же документе они используют fencing по первому варианту, правда с существенным отличием - у них стоит interplane емкость, а у вас дискретная.

И еще. В этом "Minimizing Radiated Emissions from Multiple isoPower Devices in Dense PCB Layouts" документе говорится, что stitching емкость надо ставить и между развязанными каналами.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
def_rain
сообщение Jun 28 2017, 12:01
Сообщение #12


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 160
Регистрация: 23-09-15
Из: Спб
Пользователь №: 88 520



Цитата(Lerk @ Jun 28 2017, 23:19) *
http://www.analog.com/media/en/technical-d...tes/AN-0971.pdf
И в этом же документе они используют fencing по первому варианту, правда с существенным отличием - у них стоит interplane емкость, а у вас дискретная.

И еще. В этом "Minimizing Radiated Emissions from Multiple isoPower Devices in Dense PCB Layouts" документе говорится, что stitching емкость надо ставить и между развязанными каналами.


Да, это основная документация которой я руководствовался при создании fencing. Более ничего не нашел, по крайней мере чтобы было подробнее и с дискретным кондером, как у меня...

А вот Minimizing Radiated Emissions from Multiple isoPower Devices in Dense PCB Layouts уже интересно, как раз был бы мой случай если бы я использовал floating stitching...

Для меня сшивание с помощью расширения слоев первичной и вторичной стороны (floating stitching) отдельная история.
Не совсем понимаю в плане стэка как организовывать и какие слои между собой перекрывать, то ли питания, то ли земли.
Вычитал следующее на эту тему:
"planes dedicated to ground or power are referred to as reference planes because, from an ac noise point of view, they behave the same and can be used for stitching capacitance interchangeably. "

Т.е. по сути нет разницы на каких слоях было перекрытие, главное чтобы площадь перекрытия была больше?






Go to the top of the page
 
+Quote Post
Lerk
сообщение Jun 28 2017, 14:54
Сообщение #13


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 285
Регистрация: 5-05-11
Пользователь №: 64 797



Цитата(def_rain @ Jun 28 2017, 15:01) *
Для меня сшивание с помощью расширения слоев первичной и вторичной стороны (floating stitching) отдельная история.
Не совсем понимаю в плане стэка как организовывать и какие слои между собой перекрывать, то ли питания, то ли земли.
Вычитал следующее на эту тему:
"planes dedicated to ground or power are referred to as reference planes because, from an ac noise point of view, they behave the same and can be used for stitching capacitance interchangeably. "

Т.е. по сути нет разницы на каких слоях было перекрытие, главное чтобы площадь перекрытия была больше?


Она нужна не "больше", а такая, как вам надо - 150пФ, как я понял. Формулки в документах приведены, расчитываете и готово. Что касается того, какие слои перекрывать - все равно, у вас же isolated-side таки isolated biggrin.gif , т.е. висит на некоем потенциале, что пришел по проводам от rs-485, и к чему там цеплять емкостную связь от master-side по идее вообще не важно...

PS. Только вроде бы floating это конденсатор через промежуточный плейн, ни к чему не соединенный, т.е. masterGND - float plane - isoGND, а вот interplane это masterGND - isoVDD условно. И в случае floating нет нужды двигать master/isoGND, надо на другом слое просто обеспечить необходимое перекрытие. Слой соотв-но выбирается из пробивного вашего материала и толщины...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
def_rain
сообщение Jun 28 2017, 19:11
Сообщение #14


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 160
Регистрация: 23-09-15
Из: Спб
Пользователь №: 88 520



Цитата(Lerk @ Jun 29 2017, 03:54) *
PS. Только вроде бы floating это конденсатор через промежуточный плейн, ни к чему не соединенный, т.е. masterGND - float plane - isoGND, а вот interplane это masterGND - isoVDD условно. И в случае floating нет нужды двигать master/isoGND, надо на другом слое просто обеспечить необходимое перекрытие. Слой соотв-но выбирается из пробивного вашего материала и толщины...

Да, тут я напутал с этими названиями....
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 24th July 2017 - 08:41
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01435 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016