JAJA788A June 2021 – September 2022 AMC3301 , AMC3301-Q1 , AMC3302 , AMC3302-Q1 , AMC3306M05 , AMC3306M25 , AMC3330 , AMC3330-Q1 , AMC3336 , AMC3336-Q1
この資料では、プリント基板 (PCB) の入力パターンまたはケーブルの設計が、テキサス・インスツルメンツの DC/DC コンバータ内蔵 AMC3301 高精度絶縁型アンプの放射エミッションの電磁干渉 (EMI) 性能にどのような影響を及ぼすかを示します。表 6-1 に示す AMC3301 ファミリは、それ自体では過剰な放射エミッションを生成せず、デバイスに接続されている入力パターンの長さが短い場合、図 2-2 に示すように、追加部品なしで CISPR 11 Class B に合格することができます。より放射エミッションの減衰を必要とする設計に対しては、フェライト ビーズとコモン モード チョークの選択と配置に関する推奨事項が提供されています。
いくつかの産業用および車載用アプリケーションでは、機能を実行する高電圧回路からデジタル回路を保護するために、何らかの種類の絶縁を必要とします。テキサス・インスツルメンツは、SiO2 絶縁バリアを採用した絶縁型アンプとコンバータの幅広い製品ラインアップを提供しており、絶縁型データ変換に関するお客様のニーズへの対応をお手伝いします。テキサス・インスツルメンツの SiO2 絶縁バリアは、多くの場合 100 年以上にわたり動作し、非常に優れた信頼性を実現します。テキサス・インスツルメンツの SiO2 絶縁バリアの詳細については、絶縁のリンクをご覧ください。これらのアプリケーションでは、EMI テストが一般的に行われ、システム内の他のコンポーネントや回路に悪影響を及ぼす可能性のある、定められたレベルを超える放射エミッションがシステムから発生しないことを検証します。EMI の詳細な説明については、このアプリケーション ノートを参照してください。許容される放射の大きさと放射エミッションの試験手順は、国際無線障害特別委員会 (CISPR) によって定められています。産業用アプリケーションは CISPR 11 規格に従って測定を行い、車載アプリケーションは CISPR 25 規格に従って測定を行います。CISPR 規格と、全周波数帯域でのそれぞれの大きさの詳細については、このアプリケーション ノートをご覧ください。
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AMC3301 ファミリのデバイスには、図 1-1 に示すように、2 つの放射エミッション源があります。下の赤で示した容量性データ パスと、青で示した内蔵 DC/DC コンバータです。データ パスの放射エミッション性能は AMC1300B-Q1 と同じであり、この『AMC1300B-Q1 絶縁型アンプによるクラス最高の放射エミッション EMI 性能』テクニカル ホワイト ペーパーに示すように、放射エミッションの影響はごくわずかです。AMC3301 ファミリの 2 番目かつ最大の放射源は、スペクトラム拡散変調により 30MHz の周波数で動作する内蔵 DC/DC コンバータです。内部 DC/DC コンバータのコイルには、絶縁バリアの 1 次側 (ユーザー) から 2 次側 (ハイ) までの寄生容量があります。1 次側ドライバは、絶縁型グランドである HGND と GND の間に同相電圧を生成します。この電圧は疑似共振特性を持ち、より高い周波数の高調波を発生します。絶縁バリアの性質上、エネルギーはソースに戻る導体を見つけることができません。ソースに戻るパスがないため、エネルギーはデバイスのピン (およびそれらが接続されているすべてのパターンや PCB プレーン) から放射エミッションの形で放射されます。
絶縁型アンプまたはコンバータに接続される入力パターンとケーブルは、HGND と GND の間に注入される電磁エネルギーのアンテナとして動作します。パターンとケーブルのサイズと形状は、全周波数帯域の放射エミッションの大きさに直接影響します。一般的なルールとして、短いアンテナは高い周波数をより効果的に放射し、長いアンテナは低い周波数をより効果的に放射します。AMC3301 ファミリを使用して設計する場合は、放射エミッションの大きさを制限するために、入力パターンとケーブルをできるだけ短くする必要があります。