隔離型驅動芯片下面到底能不能走線

首先給出結論：一般我們把隔離驅動芯片的垂直面下方的PCB設為禁止布線層，既不走任何的信號也不放置各類元器件，如圖1所示。然后再討論為什么不能布線，最后介紹例外的應用情況。

圖1

為什么芯片下面不建議布線？

因為會影響正常的信號傳輸啊！既然是使用電氣隔離型的驅動芯片，你肯定是希望原邊和副邊之間不要有任何牽絆，而且兩者的供電是獨立且符合應用隔離要求的，因此兩邊一般不會有電氣性的連接線。那么，上橋的參考地，可不可以延展到芯片的原邊側呢？結論是也不要，畢竟空間密接是要產(chǎn)生耦合影響的。通常變化的電壓會通過耦合電容注入分布電流；變化的電流則會引起感應電動勢。特別是對于高頻高壓的大功率開關器件，處于上下橋中點位置的dv/dt往往非常大，如果這時對上橋的源極或者發(fā)射極電位進行大面積鋪銅甚至鋪到原邊側就非常危險，可能引入各種大小不一的分布電流，超過限定值后會導致邏輯信號錯亂甚至芯片損毀。即使芯片兩側沒有鋪銅疊層的耦合關系，驅動芯片對dv/dt也有一個耐受度，就是規(guī)格書的CMTI值，它標志著正常使用時器件能承受的最大dv/dt，英飛凌的驅動產(chǎn)品處于業(yè)內(nèi)領先水平，有些型號高達300V/ns，可以適用于SiC、GaN等高速開關器件。

沒有電壓變化的大地信號能不能鋪在驅動芯片下面？

雖然下橋的地電位相對穩(wěn)定，但如果是主功率地的話會有交變的電流經(jīng)過，這可能會對英飛凌隔離驅動內(nèi)部的無磁芯變壓器傳遞信號帶來影響。前面有講到，英飛凌的隔離驅動產(chǎn)品抗dv/dt能力超強，這是基于磁耦合的電氣隔離技術（圖二）帶來的好處，輸入側與輸出側之間的開關指令等信號是以電流變化的形式進行傳遞的。而且在信號發(fā)射側和接收側分別有兩組反向繞的線盤，如圖二。當外部有強電流干擾時，產(chǎn)生的干擾電流大小相等，方向相反，正好可以相互抵消。另外基于英飛凌多年的芯片邏輯設計經(jīng)驗，產(chǎn)品內(nèi)部還會有各種濾波整形電路來抑制這種干擾。再者電流變化的這種影響除了和干擾源本身大小有關外，還和相對距離，位置方向等因素關系密切。這就給看似強干擾的垂直結構提供了可實施的方案。就是下一節(jié)的例外情況。

圖二

驅動板直接安裝在模塊上的情況

實際應用中有沒有驅動芯片下方出現(xiàn)大電流的情況呢？有，比如圖三。驅動板整個焊在模塊的上方，此時模塊里肯定有電流經(jīng)過，就非?？赡艹霈F(xiàn)在驅動芯片的正下方，但實際上運行時并沒有干擾驅動正常的工作，因為這個變化的電流距離芯片內(nèi)的無磁芯變壓器有足夠的距離。根據(jù)使用經(jīng)驗，一般5mm以上的距離就沒有什么問題了。

圖三

總結

功率開關器件的驅動正下方最好不走任何的信號。如果非要走不可，那就要做好各種驗證工作，確保整個系統(tǒng)能正常工作，不會出現(xiàn)丟波、波形畸變甚至誤觸發(fā)波形的情況。比如在不同的負載功率，不同的溫度，各種過流甚至短路狀態(tài)下都不會干擾芯片。