Trazado de vías para condensadores de desacoplamiento

Question

Estoy preparando un ADuM260N aislador digital. Hay alguna conmutación de frecuencia más alta (~20MHz) en otros componentes también conectados al carril de tensión de entrada (izquierda). Leo este hilo sobre el desacoplamiento, pero no parece haber consenso sobre la mejor disposición de las vías, concretamente sobre si conectar las vías a la patilla del circuito integrado o a la patilla del condensador.

Tras leer las secciones sobre conexión a tierra del libro de Ott Electromagnetic Compatibility Engineering (Ingeniería de compatibilidad electromagnética), se pueden extraer dos conclusiones:

• Añade múltiples vías a la alimentación/tierra para reducir la inductancia del bucle.
• Reduzca la inductancia mutua espaciando las vías que transportan corriente en la misma dirección (p. ej., GND y GND) y acercando las vías que transportan corriente en direcciones opuestas (p. ej., PWR y GND).

A partir de estas conclusiones, mi intento de diseño es el siguiente:

Esta es la disposición recomendada en la hoja de datos:

A partir de esto, tengo algunas preguntas:

1. ¿Debo conectar las vías de las redes de 5 V a la patilla del circuito integrado o a la patilla del condensador?
2. ¿Es posible que el uso de dos vías por red perjudique de algún modo el rendimiento EMI/EMC?
3. ¿Es buena idea la recomendación de la hoja de datos de conectar el condensador de desacoplamiento GND a través del circuito integrado directamente a la patilla GND del circuito integrado?

Gracias.

Answer 1

Observar el EMC es importante. La colocación de condensadores de desacoplamiento es importante, y la colocación de vías puede serlo aún más. Bien hecho por tenerlo en cuenta.

La regla general es: haz que el bucle inductivo sea lo más pequeño posible.

Suponiendo que tengas una PCB de 4 capas, las dos capas centrales son un plano GND y un plano de alimentación. Esto significa que puedes colocar una vía en los pines de alimentación del circuito integrado y en los pines de GND del circuito integrado, de modo que la alimentación y la GND estén conectadas directamente al plano.

También puedes conectar las patillas de GND y alimentación de los condensadores directamente a las vías. De este modo, puedes colocar los condensadores en el lugar más adecuado entre GND y POWER del circuito integrado, en función de las demás restricciones de la placa.

Como tu mismo has mencionado, quieres reducir el bucle inductivo entre alimentación y tierra con los condensadores. Esto es reducir el bucle para el IC (la cosa que estás desacoplando), y así idealmente quieres los condensadores girados 90 en comparación a como los tienes, ya que eso reduce el bucle por el tamaño del condensador. Hay un argumento que esto hará una pequeña diferencia, como la inductancia parásita en el condensador probablemente va a tener más de un impacto. Pero todo ayuda. (Utilizar los condensadores físicamente más pequeños posibles también ayudará).

Para responder directamente a sus preguntas:

1. Conecta las vías al circuito integrado y a los condensadores.
2. Cuantas más vías se conecten a la alimentación y a tierra, a veces es mejor, pero rara vez es peor.
3. La hoja de datos muestra cómo reducir el bucle inductivo entre las patillas de alimentación y masa del circuito integrado (conectándolas lo más estrechamente posible), por lo que es una buena idea.

Answer 2

Este paquete de CI tendrá un GRAN marco metálico interno.

Puede reducir en gran medida el "área de bucle cerrado" colocando la tapa de derivación

BAJO

el circuito integrado en la parte posterior de la placa de circuito impreso.

Imagina que el capuchón está bajo el centro del circuito integrado, con trazas de circuito impreso que van desde el capuchón hasta la zapata de soldadura superior izquierda del circuito integrado, y que van desde el otro terminal del capuchón hasta la zapata de soldadura inferior izquierda del circuito integrado.

Estas trazas de PCB se BAJO la estructura metálica oculta dentro del epoxi negro, y el área del bucle_de_almacenamiento_de_energía se reducirá considerablemente, lo que acelera el ritmo de suministro de carga al CI.

\================================================

La página 21 de la hoja de datos tiene LINK a AppNote. Yo usaría el diseño que sugieren