电压隔离电路及电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电压隔离电路及电子装置，所述电压隔离电路设置在具有第一电压区和第二电压区的多层印刷电路板上，包括拼缝电容以及电压隔离芯片，所述拼缝电容是在所述印刷电路板上用拼缝的方式制造出来的电容结构，具体由所述印刷电路板的相关布线和介质层构成，因此可以采用大面积覆铜的走线方式形成拼缝电容的布线，这种方式不增加硬件成本，还可以降低电容的寄生电感，为第一电压区和第二电压区的地之间提供低阻抗的回路路径，可以有效地降低电压隔离芯片对外辐射发射，提高电磁兼容辐射发射通过等级以及产品可靠性。本发明专利技术的电子装置，由于采用了本发明专利技术的电压隔离电路，其电磁兼容辐射发射通过等级以及产品可靠性均得到提高。

Voltage isolation circuit and electronic device

The invention provides a voltage isolation circuit and an electronic device. The voltage isolation circuit is arranged on a multi-layer printed circuit board with a first voltage region and a second voltage region, including a patchwork capacitor and a voltage isolation chip. The patchwork capacitor is a capacitance structure manufactured by patchwork on the printed circuit board. Specifically composed of the relevant wiring and dielectric layer of the printed circuit board, the patchwork capacitor wiring can be formed by a large area copper clad wiring, which does not increase hardware cost, but also reduces parasitic inductance of the capacitor, and provides a low impedance circuit between the ground of the first voltage region and the ground of the second voltage region. Diameter, can effectively reduce the external radiation emission of voltage isolation chip, improve the pass level of electromagnetic compatibility radiation emission and product reliability. The electronic device of the invention adopts the voltage isolation circuit of the invention, and its electromagnetic compatibility radiation emission pass grade and product reliability are improved.

【技术实现步骤摘要】
电压隔离电路及电子装置
本专利技术涉及电压隔离
，尤其涉及一种电压隔离电路及电子装置。
技术介绍
电池管理系统(BatteryManagementSystem,BMS)控制器作为新能源汽车电池管理系统的重要控制器，越来越受到各个整车厂和零部件厂商的重点关注。BMS控制器与传统汽油车电子控制单元(ElectronicControlUnit，ECU)相比，主要增加了相对于原先12V低压系统的300V～500V高压系统，而高低压应用环境下设计规则变动较大，目前最新的BMS控制器中既含有12V的低压电路和300V～500V的高压电路，高、低压电路之间采用了电源隔离芯片设计。目前市面上BMS控制器的高低压隔离芯片，例如为ADI5401等芯片，通常使用磁耦合的DC/DC电源转换原理。请参考图1，一种已知的BMS控制器的高低压隔离芯片10包括变压器101、驱动器102和整流器103，驱动器102用于驱动变压器101工作，变压器101用于对电压进行转换，整流器103用于对变压器101转换输出的电压信号进行整流。请参考图2，所述BMS控制器中既包括低压区I又包括高压区II，高压区II和低压区I通过高低压隔离芯片10而实现隔离，所述BMS控制器的低压区I为开关电源源端，很容易通过该高低压隔离芯片10的变压器磁耦合的方式，将干扰引入了BMS控制器的高压区II，如图2中箭头所示，但高压区II和低压电区I因高低压隔离芯片10的作用而处于隔离状态，没有对应的回流路径，这就导致了偶极子天线效应的形成。当控制器的低压区I工作时，其通常使用的开关频率为180MHz及180MHz的倍频频率，根据BMS控制器的产品长宽尺寸，偶极子天线在180MHz左右频率时对外辐射的效率比较高，导致具有该电源隔离芯片的BMS控制器产品做辐射发射试验时无法通过CISPR25Class3(3级电磁兼容辐射发射通过等级)或以上等级的EMC(电磁兼容性，ElectroMagneticCompatibility)国际试验标准。为此，有很多厂家在高、低压区之间加入了Y电容(未图示)，为所述干扰的路径提供一个回路，将偶极子天线问题变成了环天线的问题，可以降低BMS控制器对外辐射问题，但这种方法存在有如下问题：1.加入Y电容后，产品成本上升，同时带来Y电容的可靠性问题；2.高压区的地(即高压地)、低压区的地之间需要有爬电间距要求，加入Y电容后需要重新考虑安全间距布置；3.Y电容有很大的寄生电感，谐振频率较低，会影响高、低压区在高频的阻抗，导致EMC降噪效果不是很明显。因此，需要一种新的电压隔离电路，能够解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电压隔离电路及电子装置，在不增加硬件成本的前提下，可以降低寄生电感，有效的降低高低压隔离芯片对外辐射发射，提高产品可靠性。为了实现上述目的，本专利技术提供一种电压隔离电路，设置在一印刷电路板上，包括拼缝电容以及电压隔离芯片；所述印刷电路板具有至少两层布线，相邻两层布线之间设有介质层，所述印刷电路板包括第一电压区和第二电压区，所述印刷电路板的各层布线至少有一层布线在第一电压区中用作所述第一电压区的地线，至少有一层布线在所述第二电压区中用作所述第二电压区的地线，至少一层所述第一电压区的地线延伸至所述第二电压区中，并与所述第二电压区中的所有地线之间设有爬电间距；所述电压隔离芯片设置在所述印刷电路板不用作第一电压区和第二电压区的地线的任意一布线层上；所述拼缝电容包括延伸至所述第二电压区中的至少一层所述第一电压区的地线以及至少一层所述第二电压区的地线。可选的，当所述第一电压区的地线有多层时，至少两层所述第一电压区的地线通过相应的导电通孔结构相互电连接；和/或，当所述第二电压区的地线有多层时，至少两层所述第二电压区的地线通过相应的导电通孔结构相互电连接。可选的，至少一层所述第二电压区的地线延伸至所述第一电压区中，并与所述第一电压区中的所有地线之间设有爬电间距。可选的，所述第一电压区和所述第二电压区之间设有隔离区，至少一层所述第一电压区的地线经所述隔离区不间断地延伸至所述第二电压区中；至少一层所述第二电压区中的地线经所述隔离区不间断地延伸至所述第一电压区中。可选的，所述第一电压区的电压低于所述第二电压区的电压，或者，所述第一电压区的电压高于所述第二电压区的电压。可选的，所述拼缝电容中的所有布线层是依次相邻的布线层。可选的，所述印刷电路板的布线层数为2N层，N为≥1的整数。可选的，当所述印刷电路板的布线层数为2时，所述第一电压区的地线和所述第二电压区的地线同层；当所述印刷电路板的布线层数大于2时，所述第一电压区的地线和所述第二电压区的地线不完全同层。可选的，当N≥2时，所述拼缝电容中的布线层数为2层至2N-1层之间至少一种。可选的，所述电压隔离芯片设置在所述印刷电路板的最底层的布线层上。本专利技术还提供一种电子装置，包括印刷电路板及设置在所述印刷电路板上的上述的电压隔离电路。可选的，所述的电子装置还包括电压不同的第一电压电路系统和第二电压电路系统，所述第一电压电路系统设置在所述印刷电路板的第一电压区上，所述第二电压电路系统设置在所述印刷电路板的第二电压区上。可选的，所述电子装置为电池管理系统的控制器。可选的，所述电子装置为电动汽车。与现有技术相比，本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：1、本专利技术的电压隔离电路，设置在具有第一电压区和第二电压区的多层印刷电路板上，包括拼缝电容以及电压隔离芯片，所述拼缝电容是在所述印刷电路板上用拼缝的方式制造出来的电容结构，具体由所述印刷电路板的相关布线和介质层构成，因此可以采用大面积覆铜的走线方式形成拼缝电容的布线，这种方式不增加硬件成本，还可以降低电容的寄生电感，为第一电压区和第二电压区的地之间提供低阻抗的回路路径，可以有效地降低电压隔离芯片对外辐射发射，提高电磁兼容辐射发射通过等级以及产品可靠性。2、本专利技术的电子装置，由于采用了本专利技术的电压隔离电路，其电磁兼容辐射发射通过等级以及产品可靠性均得到提高。附图说明图1是一种电压隔离芯片的电路结构示意图；图2是图1所示的电压隔离芯片的工作原理图；图3是本专利技术一实施例的电压隔离电路的结构示意图；图4是图3所示的电压隔离电路中的寄生参数电路图；图5是本专利技术另一实施例的电压隔离电路的结构示意图；图6是本专利技术又一实施例的电压隔离电路的结构示意图；图7是本专利技术再一实施例的电压隔离电路的结构示意图；图8是本专利技术具体实施例的电子装置的结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种电压隔离电路，设置在一印刷电路板上，包括拼缝电容以及电压隔离芯片；所述印刷电路板具有至少两层布线，相邻两层布线之间设有介质层，所述印刷电路板包括第一电压区和第二电压区，所述印刷电路板的各层布线至少有一层布线在第一电压区中用作所述第一电压区的地线，至少有一层布线在所述第二电压区中用作所述第二电压区的地线，至少一层所述第一电压区的地线延伸至所述第二电压区中，并与所述第二电压区中的所有地线之间设有爬电间距；所述电压隔离芯片设置在所述印刷电路板不用作第一电压区和第二电压区的地线的任意一布线层上；所述拼缝电容包括延伸至所述第二电压区中的至少一层所述第一电压区的地线以及至少一层所述第二电压区的地线。本专利技术的电压隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压隔离电路，其特征在于，设置在一印刷电路板上，包括拼缝电容以及电压隔离芯片；所述印刷电路板具有至少两层布线，相邻两层布线之间设有介质层，所述印刷电路板包括第一电压区和第二电压区，所述印刷电路板的各层布线至少有一层布线在第一电压区中用作所述第一电压区的地线，至少有一层布线在所述第二电压区中用作所述第二电压区的地线，至少一层所述第一电压区的地线延伸至所述第二电压区中，并与所述第二电压区中的所有地线之间设有爬电间距；所述电压隔离芯片设置在所述印刷电路板不用作第一电压区和第二电压区的地线的任意一布线层上；所述拼缝电容包括延伸至所述第二电压区中的至少一层所述第一电压区的地线以及至少一层所述第二电压区的地线。

【技术特征摘要】
1.一种电压隔离电路，其特征在于，设置在一印刷电路板上，包括拼缝电容以及电压隔离芯片；所述印刷电路板具有至少两层布线，相邻两层布线之间设有介质层，所述印刷电路板包括第一电压区和第二电压区，所述印刷电路板的各层布线至少有一层布线在第一电压区中用作所述第一电压区的地线，至少有一层布线在所述第二电压区中用作所述第二电压区的地线，至少一层所述第一电压区的地线延伸至所述第二电压区中，并与所述第二电压区中的所有地线之间设有爬电间距；所述电压隔离芯片设置在所述印刷电路板不用作第一电压区和第二电压区的地线的任意一布线层上；所述拼缝电容包括延伸至所述第二电压区中的至少一层所述第一电压区的地线以及至少一层所述第二电压区的地线。2.如权利要求1所述的所述电压隔离电路，其特征在于，当所述第一电压区的地线有多层时，至少两层所述第一电压区的地线通过相应的导电通孔结构相互电连接；和/或，当所述第二电压区的地线有多层时，至少两层所述第二电压区的地线通过相应的导电通孔结构相互电连接。3.如权利要求1所述的所述电压隔离电路，其特征在于，至少一层所述第二电压区的地线延伸至所述第一电压区中，并与所述第一电压区中的所有地线之间设有爬电间距。4.如权利要求1所述的所述电压隔离电路，其特征在于，所述第一电压区和所述第二电压区之间设有隔离区，至少一层所述第一电压区的地线经所述隔离区不间断地延伸至所述第二电压区中；至少一层所述第二电压区中的地线经所述隔离区不间断地延伸至所述第一电压区中。5.如权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈诚龙，陆献忠，潘文，姚伟，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31