PCB Haberleri - PCB'deki elektrik dağıtım sistemi

Genelde PDS, güç Kaynağının gücünü sistemdeki aygıtlara ve komponentlere dağıtan alt sisteme referans ediyor. Bir binanın ışık sistemi, oscilloskopu, PCB tahtası, bir paket, bir çip, iç elektrik dağıtım sistemi gibi elektrik dağıtım sistemlerinde var.

PCB masasında güç dağıtım sistemi

Tipik bir ürün içinde, elektrik dağıtım sistemi voltaj düzenleyici modulu (VRM) ile PCB, paketleme ve sonra çip üzerindeki tüm bağlantılardan oluşur. Dört bölüme bölebilir:

Voltage düzenleme modüli (VRM) filtr kapasitesini -- elektrik temsili dahil ediyor;

PCB'deki büyük kapasitet, yüksek frekans kapasitet ayırma kapasitesi, bağlantı çizgileri, delikler, güç/yer uçağı ile -- PCB'deki elektrik dağıtma sistemi;

Paketli kablolar, bağlantı kabloları, bağlantılar ve içerikli kapasiteler -- paketli elektrik dağıtım sistemleri;

- Çip bağlantısı ve kapasitesi - on - chip elektrik dağıtım sistemi.

Bu makale PCB üzerindeki enerji dağıtım sistemi 2 bölümünde odaklanır. Diğerleri bu makalenin çevresinde.

PCB'deki Güç dağıtım sistemi, PCB'nin Güç Kaynağı'nı, güç kaynağı gereken çeşitli çip ve aygıtlara dağıtıp dağıtığı sisteme yönlendiriyor. Bu makale PCB üzerinde elektrik dağıtım sistemine odaklanıyor, bu yüzden aşağıdaki elektrik dağıtım sistemi ya da PDS'nin PCB üzerindeki elektrik dağıtım sistemine bağlı olduğunu kabul ediyoruz.

Elektrik dağıtım sisteminin rolü, doğru ve stabil voltajı yayınlamak demektir ki, PCB'deki her yerde voltajın her yük koşullarında doğru ve stabil kalabilir. Elektrik dağıtım sisteminin doğru ve stabil işlemlerinin çalışması güç bütünlük sorunu denir.

Güç bütünlüğü

Elektrik bütünlüğü sistemin güç teslimatının, elektrik dağıtım sistemi üzerinden geçtikten sonra elektrik teslimatına ihtiyacı olan cihaz limanındaki güç teslimatının ihtiyaçlarına uyguladığı derecede ifade ediyor.

Genelde konuşurken, PCB'de güç sağlaması gereken komponentler çalışma güç sağlaması için belli ihtiyaçları vardır. Çip'i örnek olarak alırken, genelde üç parametre olarak ifade edilir:

En son elektrik tasarrufu voltasyonu: çipinin elektrik tasarrufuna dayanabileceği en son elektrik tasarrufu voltasyonu anlatır. Chip'in güç tasarrufu gerekli menzili aşamaz. yoksa çip hasar edilebilir. Bu menzil içinde, çip fonksiyonu garanti edilmiyor; Eğer çip belirli bir süre boyunca bu parameter sınır değerindeyse, çipinin uzun süredir stabiliyeti etkilenecek.

Tahmin edilen çalışma voltasyonu: çip elektrik tüketiminin karşılaşması gerektiği voltasyonu gösterir, çip normalde ve güvenilir şekilde çalışmak için. Genelde "V ± X %" tarafından temsil edilir, ve V'nin tipik operasyon voltasyonu çip enerjisi tarafından, x% mümkün olan voltasyon fluktuasyonudur ve ortak X 5 veya 3'dir.

Elektrik tasarımının sesi: Çip'in enerji tasarımının güçlü ve normalde en yüksek değeri tarafından temsil edilmesine izin verildi.

"hediye voltasyonu" ve "teklif edilen operasyon voltasyonu" şartları genelde çip için temin edilir, fakat "güç gürültüsü" parameter "önerilmiş operasyon voltasyonu" içinde dahil olabilir ayrı olarak temin edilemez. "Güç sesi" bu kağıtların odaklanmasıdır ve sonra ayrı ayrı olarak tartışılacak.

Yukarıdaki örnekleri göstermek için, elektrik teslimatının bütünlüğünün sorunu, sistem elektrik teslimatının "elektrik teslimatının sınırlığı voltajı", "etkinlik voltajı" ve "elektrik teslimatının gürültü gürültü gürültüsü" gerekçelerinin farklı elektrik teslimatının pinlerinde nasıl uyguladığını tartışmak.

Bir güç dağıtım sisteminin üç özellikleri

Elektrik dağıtım sisteminin fiziksel medyası, bağlantıcı, kabel, İzle, Güç Uçağı, GND Uçağı, Via, solder, Pad, chip pin, etc. ve fiziksel özelliklerinde farklı. Elektrik dağıtım sisteminin amacı elektrik sağlaması gereken cihaza gücünü sağlamaktır. Stable voltage ve tamamlanmak için, bu yüzden sadece elektrik dağıtım sisteminin üç elektrik özelliklerine odaklanıyoruz: dirençlik özellikleri, induktans özellikleri ve kapasitet özellikleri.

Direnç özellikleri

Resistans, DC akışındaki yöneticinin önleme etkisini gösteren fiziksel bir miktardır. Genelde R tarafından temsil edilmiş. Ana fiziksel özelliği, şu and a akıştığım zaman elektrik enerji ısı enerjisine (I2R) dönüştürüler ve dc voltaj düşürmesi (IR) iki tarafında üretildir.

Resistans, yöneticinin sıcaklığı, materyal, uzunluğu ve karşılaştırma bölgesiyle ilgili yöneticinin özelliğindir ve Formula 1.1 tarafından belirlenmiş:

- Yöneticinin istikrarı

- Yöneticinin uzunluğu

- Yöneticinin karışık bölgesi

Aralarında

Bir yöneticinin ve sıcaklığına bağlı fiziksel bir özelliği. Metal direksiyonu genellikle sıcaklığıyla artıyor.

Elektrik dağıtım sisteminde dirençlik her yerde bulundur: dc dirençliği ve temas dirençliği kablolarda ve bağlantılarda bulundur, dağıtılmış dirençliği bakra kablolarda, güç katı, stratum ve delikten geçti, dc dirençliği çöplük, patlama ve çip pipinde bulundur ve aralarında temas dirençliği var.

Bu dirençler, akışı onları araştırdığında iki etkisi oluşturur:

Dc voltasyon Drop (IR Drop): Bu etkisi enerji teslimatı elektrik dağıtım ağ üzerinde yavaşça azaltmasına neden olur, ya da referens yerlerinin voltasyonu arttırmasına neden olur, böylece elektrik teslimatı gereken aygıt limanının voltasyonu azaltmasına neden olur.

Termal Güç Bozulması: Termal Güç Bozulması Güç temsillerinden sıcaklık ve sistem sıcaklığını arttırır, sistem stabilliğini ve güveniliğini tehlikeye atar.

1.1 figüründe gösterilmiş gibi elektrik dağıtım sisteminin dirençliğini ve yükünü devre eşittir:

Vsource enerji teslimatının voltajını temsil ediyor, Voutput çıkış voltajını temsil ediyor, RS enerji teslimatının direniyetini temsil ediyor, R1 enerji teslimatının yolunda dağıtılmış direniyeti temsil ediyor, R2 dönüş yolunda dağıtılmış direniyeti temsil ediyor. Sıradaki döngü benim olduğuna inanırsa, yükün enerji tasarrufu 1.2'de gösterilir:

RS üzerindeki voltaj düşürme IRS enerji teslimatının çıkış voltaj Voutput'ini azaltır, elektrik teslimatının yolundaki voltaj düşürme IR1 yükünün teslimatının voltaj Vcc'ini azaltır ve dönüş yolunda voltaj düşürme IR2 yükünün GND seviyesini arttır. Yukarıdaki RS, R1 ve R2 dirençlerinin voltaj düşüşüşü yükün üretim vCC-GND'sini azaltır, bu yüzden enerji üretim tamamlanması sorunlarına sebep olur.

Elektrik dağıtım sisteminin karşılığındaki ısı kaybı enerjisin gücünü ısı ve dağıtılacak ve bu yüzden sistemin etkinliğini azaltmaya sebep olacak. Aynı zamanda ısınma sistemin sıcaklığı arttıracak, bazı cihazların (elektrolit kapasiteler gibi) hayatını azaltacak ve bu yüzden sistemin stabilliğini ve güveniliğini etkileyecek. Bazı bölgelerde aşırı şiddetli yoğunluğun yerel sıcaklığın yükselmeye devam etmesine ya da yakmaya devam edecek.

Yukarıdaki analiziden bu iki etkisi sisteme zarar veriyor ve onların etkisi dirençlik değerinin boyutuna uygun görülebilir. Bu yüzden enerji dağıtım sisteminin dirençlik özelliklerini azaltmak bizim tasarım hedefimizden biridir.

Induksyon özelliği

Induksyon, bir yöneticinin karşılığını değiştirmeye karşı karşılığını tanımlayan fiziksel bir miktardır. Şimdiki yönetici tarafından akıştığında, yöneticinin etrafında bir manyetik alan oluşturulacak. Ağımdaki değişikliklerde manyetik alan da değişecek ve değişiklik manyetik alan yöneticinin her iki tarafında etkilenmiş voltaj oluşturacak. voltajın polaritesi, başlangıç akışının değişimini engelleyecek. Bir yöneticinin etrafındaki manyetik alandaki değişiklikler diğer yöneticilerin akışındaki değişikliklere sebep olduğunda, yöneticisinde de etkili bir voltaj oluşturulacak ve voltajın polaritesinin başlangıç akışındaki değişiklikleri engellemesine sebep olacak. Şimdilik değişikliğine karşı bu yöneticinin etkisi, eski kendi-induktans L denir, sonuncusu karşılaşık induktans M denir.

Simetri: iki A ve B yöneticisi, büyüklüğü, biçim ve relative pozisyon sayısına rağmen, A yöneticisinin B yöneticisinin karşılaştırılması B yöneticisinin A yöneticisinin karşılaştırılmasına eşit, yani karşılaştırılması iki yöneticinin eşit olarak yaygındır;

İki yöneticinin karşılaştırılması her yöneticinin kendi yöneticilerinden daha az.