PCB Блог - Что такое система распределения на панелях PCB

обычно мы показываем содержимое <один href="/ru/pcb-board.html" target="_self">панель PCB, the власть distribution system (PDS) refers to the subsystem that distributes the power of the Power Source to the devices and devices in the system that need to be powered. все электрические системы имеют распределительные системы, система освещения зданий, осциллограф, a панель PCB, одна посылка, чип, все это есть внутренняя система распределения.

система распределения на PCB

в типичных продуктах распределительные системы включают все взаимосвязи между модулями регулирования напряжения (VRM) и панелями PCB, пакетами и чипами. Он может быть разделен на четыре части: модуль регулирования напряжения (VRM), включая его фильтрующий конденсатор - питание; Конденсаторы для насыпных перевозок на панелях PCB, высокочастотные развязывающие конденсаторы, межсоединенные соединения, перещели, электропитание / заземление - распределительные системы на панелях PCB; герметизированные штыри, соединительные провода, межсоединенные и встроенные конденсаторы - система распределения на упаковке; на пластине есть межсоединение, конденсаторы ит.д. - система распределения на чипе. так называемая система распределения на PCB означает систему на PCB, которая распределяет питание между различными чипами и оборудованием, требующими электроснабжения. В данном документе основное внимание уделяется распределительным системам на панелях PCB, поэтому мы согласны с тем, что система распределения или PDS, о которой идет речь ниже, означает систему распределения на панелях PCB. система распределения предназначена для передачи правильного и стабильного напряжения, что означает, что при любой нагрузке на PCB напряжение во всех местах может быть правильным и стабильным. исследование правильной и стабильной работы распределительных систем - это то, что мы называем проблемой целостности питания.

целостность питания

так называемая целостность источника питания означает, насколько питание системы после прохождения распределительных систем, относительно порта устройства, требующего питания, соответствует требованиям рабочего источника питания. в целом, устройство, которое нуждается в питании на панели PCB, имеет определенные требования к рабочему питанию. на примере чипа обычно отображаются три параметра: предельное напряжение питания: это предельное напряжение питания, которое может выдержать искатель питания кристалла. напряжение питания чипа не может превышать указанный параметр, иначе может привести к повреждению чипа; в этом диапазоне функции чипа не могут быть гарантированы; Если чип находится в пределах этого параметра в течение определенного времени, то это влияет на долгосрочную стабильность чипа; рекомендуемое рабочее напряжение: напряжение на выводе питания кристалла, которое должно обеспечивать нормальное и надежное функционирование кристалла, обычно обозначается как "V ± x%", где V - типичное значение рабочего напряжения на выводе кристалла питания, x% - допустимый диапазон колебания напряжения, обычно x - 5 или 3; шум питания: это допустимый шум текстурных волн на напряжение волочения кристалла, чтобы чип нормально и надежно работал, как правило, с пиковым показателем. таблица данных чипа обычно содержит требования "предельного напряжения питания" и "рекомендуемого рабочего напряжения". для "шумов питания" они могут быть предоставлены отдельно. в этом случае он может быть включен в параметр "рекомендуемое рабочее напряжение". "шум питания" является основной темой данной статьи, которая будет обсуждаться отдельно позднее. Как показано выше, вопрос о целостности питания обсуждается в связи с питанием системы через систему распределения, после того, как источник питания, работающий на различных фишках, по сравнению с "предельным напряжением питания" и "рекомендуемым рабочим напряжением" на чипе. "шум энергии" требует.

три особенности распределительных систем

физические среды распределительных систем разнообразны, включая соединительные устройства, кабели, Трейс, power Plane, GND Plane, Via, Pad, держатели микросхем и т.д., и их физические характеристики (материалы, формы, размеры и т.д. Поскольку цель системы распределения состоит в том, чтобы снабдить электроэнергией системы необходимое оборудование для обеспечения стабильного напряжения и полного контура электрического тока, мы уделяем внимание только трем электрическим характеристикам системы распределения: резистивным, индуктивным и ёмкостным.

резистивная характеристика

его главная физическая характеристика заключается в том, что, когда ток I течет, он преобразует электроэнергию в тепловую энергию (I2R) и производит на ней падение давления постоянного тока (IR). физические свойства проводника, связанные с температурой, удельное сопротивление металла обычно возрастает с повышением температуры. сопротивление всюду в распределительных системах: сопротивление постоянного тока и контактное сопротивление в кабелях и соединителях, сопротивление распределения в медных линиях, слоях электропитания, соединительных пластах и проходных отверстиях, сопротивление постоянного тока в припоях, на паяльном диске и на выводе кристалла. между ними есть контактное сопротивление. IR падение давления: это явление приводит к постепенному понижению напряжения питания вдоль распределительных сетей или повышению напряжения в базовом месте, что снижает напряжение порта устройства, требующего питания, и приводит к проблемам целостности питания; рассеяние тепловой мощности: этот эффект снижает преобразование энергии в тепло, а также приводит к повышению температуры системы, что ставит под угрозу стабильность и надежность системы. снижение напряжения на RS снижает напряжение IRS на выходе питания Voutput, напряжение на пути к питанию падает на IR1, напряжение питания Vcc уменьшается на нагрузку, а обратное падение давления на IR2 повышает уровень нагрузки на GND. падение напряжения в резисторах RS, R1 и R2, о котором говорилось выше, может привести к понижению напряжения питания VCC - GND нагрузки, а также к проблемам целостности питания. потери тепла, вызванные сопротивлением распределительной системы, могут привести к преобразованию энергии в тепловую и бесполезно расходуемой, что снижает эффективность системы. В то же время нагревание может привести к повышению температуры системы и снижению срока службы некоторых видов оборудования (например, электролитических конденсаторов), что может повлиять на стабильность и надежность системы. чрезмерная плотность тока в некоторых районах может также привести к дальнейшему повышению локальной температуры или даже к ее выгоранию. из приведенного выше анализа видно, что оба эти эффекта вредны для системы и их влияние прямо пропорционально сопротивлению сопротивления, поэтому снижение резистивных свойств распределительных систем является одной из целей нашего проектирования.

индуктивная характеристика

индуктивность - физическая величина проводника по сопротивлению переменным током. когда ток протекает через проводник, вокруг проводника образуется магнитное поле. при изменении тока меняется и магнитное поле, которое изменяется в конце проводника, образуется индуктивное напряжение. поляризованность напряжения вызывает индукцию, ток препятствует изменению первоначального тока; когда изменение тока в других проводниках вокруг проводника приводит к изменению магнитного поля вокруг проводника, в проводнике также возникает индуктивное напряжение, полярность напряжения вызывает индуктивный ток, препятствующий первичному току. Меняемся. этот проводник блокирует изменение электрического тока, называя его индуктивностью, которая называется самоиндукцией L, а затем взаимоиндуктивностью M. здесь мы непосредственно даем две характеристики взаимности: симметричность: два проводника a и b, независимо от размера, формы и относительного положения. взаимная индуктивность проводника a по отношению к проводнику b равно взаимности проводника b по отношению к проводнику a, т.е. оба проводника имеют одинаковую индуктивность; взаимная индуктивность меньше самоиндукции: произвольное взаимодействие двух проводников меньше самоиндукции любого проводника. индуктивное напряжение, возникающее в результате изменения тока, имеет важное значение для целостности сигнала (включая целостность питания) и может приводить к эффекту линии передачи, мутации, последовательному возмущению, SSN, обвалу орбиты, толчкам на земле и большей части EMI. в распределительных системах индуктивность везде. сцепление, кабель, медная проволока, слой питания, соединительный пласт, отверстие, паяльная тарелка, вывод кристалла и так далее имеют индуктивность, и есть взаимоиндукция между близкими проводниками. Предположим, что местная индуктивность ветви а - ла, местная индуктивность ветви в - л - б, местная взаимоиндукция между этими двумя ветвями - м, ток в цепи - I. Если ветвь а представляет путь к питанию, то ветвь b Представляет собой путь к обратному направлению, а ва представляет шум от источника энергии (коллапс орбиты / отскок мощности), Vb указывает на шум, возвращающийся на траекторию провала / отскока грунта. Оба вида шумов ведут к дестабилизации напряжения электропитания, а также к проблемам целостности питания. Поэтому одна из целей нашей конструкции заключается в снижении этих двух напряжений. есть два способа: минимизировать скорость изменения тока в цепи: это означает, что необходимо уменьшить скорость внезапных изменений тока, притягиваемого нагрузкой, и ограничить количество портов питания, разделяющих пути питания и пути обратного тока; местное взаимодействие между двумя ветвями. уменьшение локального ощущения автономности ветвей означает использование как можно более коротких и широких контуров мощности и обратного потока. увеличение локальной взаимоиндукции означает, что обе ветви должны быть параллельными. и ближе, насколько это возможно, в противоположной ситуации. из вышеприведенного анализа видно, что индуктивное напряжение, вызванное колебаниями тока, является источником многих проблем в целостности электропитания, поэтому снижение вышеупомянутого индуктивного напряжения в распределительных системах является одной из наших целей.

система распределения является основным предметом обсуждения, Релевантное содержание его работы - проблема целостности питания. распределительная система имеет сопротивление, индуктивная и ёмкостная характеристика, по отдельности. характеристики сопротивления и индуктивности вредны для целостности питания, ёмкостная характеристика. наша цель - уменьшить и даже устранить влияние резисторов и индуктивных свойств., пара с усилением ёмкостной характеристики панель PCB.