摘要：四层PCB的变压器隔离设计直接影响系统安全性和EMC性能。本文基于系统解析隔离变压器的层叠架构、布线规则及工艺控制要点，助工程师规避90%的隔离失效风险。

四层PCB的变压器隔离设计直接影响系统安全性和EMC性能。本文基于系统解析隔离变压器的层叠架构、布线规则及工艺控制要点，助工程师规避90%的隔离失效风险。

一、四层板隔离架构设计规范

层叠配置方案
推荐采用「Top-Signal/GND-Power-Bottom-Signal」结构：

顶层：隔离变压器+驱动电路（线宽≥0.2mm）

GND层：完整平面（分割为PGND/AGND）

电源层：3.3V/5V辅助电源（与GND间距0.2mm）

底层：反馈网络（包地处理）

关键参数：

初级-次级间距≥6.4mm（爬电距离）

磁芯边缘与板边距离≥3mm

变压器投影区铜箔覆盖率≤30%

绕组布局策略

原边绕组：紧邻GND层（降低漏感至

屏蔽绕组：插入原/次级之间（铜箔厚度35μm）

次级绕组：远离SW节点（水平偏移≥15mm）

二、核心布线技术规范

变压器周边处理

焊盘设计：增加0.8mm防护圈（阻焊覆盖）

过孔布局：环形布置6-8个Φ0.3mm过孔（距磁芯≥2mm）

屏蔽措施：顶部覆盖0.1mm铜箔（与GND连接）

关键路径优化

初级电流路径：L型走线（总长

次级反馈路径：四层直连（阻抗≤50Ω）

驱动信号：差分对布线（线长差

三、EMI抑制专项方案

辐射源控制

SW节点：开窗+铜箔扩展（面积>20mm²）

滤波电路：X电容+共模电感（π型结构）

屏蔽过孔：环形阵列（间距≤5mm）

耦合路径阻断

接地平面：GND层开缝（宽度0.4mm）

隔离带：0.4mm宽隔离槽（填充环氧树脂）

信号完整性：TVS管+RC滤波（响应时间

四、安规设计关键指标

电气间隙要求
| 电压等级 | 初级-次级 | 次级-PE | 磁芯-引脚 |
| ≤60VDC | 3.2mm | 2.5mm | 1.5mm |
| 60-250V | 6.4mm | 4.0mm | 2.5mm |
| >250V | 9.0mm | 6.0mm | 3.5mm |

爬电距离标准

湿度>85%环境：增加50%余量

温度循环测试：-40℃~125℃/100次

盐雾测试：96小时无腐蚀穿透

五、工艺控制要点

材料选型标准

基材：FR-4（TG≥170℃）

磁芯：铁硅铝（A19/μ0=2300）

绝缘胶带：3M 1206（CTI≥600V）

制程参数

贴片温度：245℃±5℃（持续60s）

波峰焊：预热区220℃/30s

三防处理：丙烯酸涂层（厚度50μm）

通过上述设计方法，捷配PCB建议工程师采用SIwave进行场路协同仿真，重点关注SW节点电场分布，结合DOE实验优化布局方案，确保产品通过UL62368、IEC60950等认证。

来源：星亨聊科技