PCB Teknik - Yüksek Hızlı PCB'de Güç Integrity Tasarımı

I. Tanıtım

PCB tasarımın karmaşıklığını ve sinyal integritet, stabil ve güvenilir enerji tasarımcıların anahtar araştırma yöntemlerinden biri oldu. Özellikle değiştirme aygıtlarının sayısı artmaya devam ederken ve çekirdek voltasyonu azaltmaya devam ederken, enerji teslimatı sık sık sık sisteme ölümcül etkisi olacak, bu yüzden insanlar yeni bir terim ilerleyecekler: enerji integritesi, PI olarak adlandırılmış. Bugünkü uluslararası pazarda, IC tasarımı relativ geliştirildi, fakat güç bütünlük tasarımı hala zayıf bir bağ. Bu madde PCB tahtalarındaki güç integritet sorunlarının üretimini teklif ediyor, güç integritesini etkileyen faktörleri analiz ediyor ve PCB tahtalarındaki güç integritet sorunlarını çözmek için iyileştirme metodlarını ve empirik tasarımlarını teklif ediyor. Teorik analizi ve pratik mühendislik uygulamaları var. değer.

2. Güç sağlama sesinin sebebi ve analizi

NAND devre diagram ından elektrik tasarımının nedeni analiz ediyoruz. Şekil 1'deki devre diagram ı üç giriş NAND kapısının yapısı diagramıdır. Çünkü NAND kapısı dijital bir aygıt olduğu için "1" ve "0" seviyeleri arasında değiştirmek üzere çalışıyor. IC teknolojisinin sürekli geliştirilmesiyle, dijital aygıtların değiştirme hızı daha hızlı ve hızlı geliyor. Bu, daha yüksek frekans komponentlerini tanıtır ve dönüşteki induktans yüksek frekanslarda enerji değiştirmeleri kolayca neden olabilir. Şekil 1'de olduğu gibi, NAND kapısının girişi yüksek olduğunda devredeki transistor açıldı, devre kısa bir anda devre dönüştü ve elektrik teslimatı kapasitörü yeryüzü kabına aklırken yüklüyor. Bu zamanlar, elektrik çizgisinin ve yeryüzü çizgisinin parazitik induktasyonu yüzünden, bu formül V=LdI/dt'den bu enerji çizgisinin ve yeryüzü çizgisinin yükselmesine göre, 2. çizgisinin yükselmesine göre voltaj fluktasyonlarını üreteceğini biliyoruz. - Ses yapıyorum. NAND kapısının girişi düşük olduğunda, kapasitör şu anda yüksek bir gürültü üretir ve yerde büyük bir gürültü üretir. Ve bu zamanda elektrik teslimatı sadece bir aniden devreğin kısa devre nedeniyle oluşturduğu değişikliklere sahip, çünkü kapasitör için bir suç yok. Ağımdaki aniden değişiklik yükselen kenardan daha küçüktür. NAND kapı devresinin analizinden, enerji teslimatının kök sebeplerinin çoğunlukla iki tarafta olduğunu biliyoruz: İlk olarak, geçici değişiklik akışı yüksek hızla değiştirildiğinde cihaz çok büyük.

İkincisi, şu anki döngüde bulunan induktans. Böyle denilen yeryüzü güç yetenekliği sorunu, yüksek hızlı bir PCB'de, aynı zamanda büyük bir sayı çip a çtığı veya kapatıldığı zaman devrede büyük geçici bir akışı oluşturulacak demektir. Aynı zamanda, güç çizgisinde ve yeryüzü çizgisinde etkisiz ve dirençlik varlığı yüzünden, ikisinde de voltaj değişiklikleri olacak. Elektrik integritet sorununun doğas ını biliyoruz, ilk önce güç integritet sorunu çözmek için hızlı aygıtlar için yüksek frekans sesi komponentlerini kaldırmak için kapasiteleri çıkarmak için yüksek frekans sesi komponentlerini ekliyoruz, sinyalin geçici zamanı azaltmak için. Bu döngüde bulunan induktans için güç tasarımının hiyerarşik tasarımı düşünmeliyiz.

Üçüncüsü, kapasiteleri boşaltma uygulaması

Yüksek hızlı PCB tasarımında, kapasiteleri ayrılmak önemli bir rol oynuyor ve yerleştirmesi de çok önemlidir. Bu yüzden, elektrik teslimatı yüke kısa bir süre güç sağladığı zaman, kapasitördeki depolanmış yük voltaj düşmesini engelleyebilir. Eğer kapasitör yanlış bir pozisyona yerleştirilirse, çizgi impedance fazla büyük olabilir ve güç tasarımına etkileyebilir. Aynı zamanda, kapasitör cihazı yüksek hızlı değiştirme sırasında yüksek frekans sesini filtreyebilir. Yüksek hızlı PCB tasarımımızda genellikle elektrik teslimatının çıkış sonuna ve çipinin enerji giriş sonuna bir kapasitör ekliyoruz. Elektrik teslimatı sonuna yakın kapasitet değeri genellikle daha büyükdür (10 μF gibi). Çünkü genelde enerji tasarımının sesini filtretmek için kullanıyoruz, DC elektrik tasarımının rezonans frekansı relativ düşük olabilir. aynı zamanda büyük kapasitör enerji üretimin stabiliyetini sağlayabilir. Elektrik tasarımına bağlanmış çip pipine eklenmiş kapasitesin genelde küçük (0.1μF gibi) kapasitesinin değeri, çünkü yüksek hızlı çiplerinde ses frekansı genelde yüksektir, ki kapasitörün rezonans frekansiyonu yüksektir, yani kapasitörün kapasitesinin kapasitesi küçük olması gerekiyor.

Kıpırdama kapasitelerinin yerleştirilmesi hakkında, yanlış yerleştirilmesi çizgi impedansı arttıracağını, rezonans frekansiyonunu azaltmak ve güç sağlamasını etkileyeceğini biliyoruz. Çip veya elektrik temsilindeki kapasitör ve induktans için formülü kullanabiliriz:

Formülde, l: kapasitör ve çip arasındaki çizgi uzunluğu; r: çizgi yarışı; d: güç çizgisinin ve yerin arasındaki mesafe;

Bu yüzden L induktans'ı azaltmak için l ve d'i azaltmalısınız, yani dekorasyon kapasitörü ve çip tarafından oluşturduğu d öngü bölgesini azaltmalısınız, yani kapasitör ve çip cipsinin mümkün olduğunca yakın olması gerekiyor.

Dördüncü, güç devresinin tasarımı

Güç bütünlüğünü sağlamak için iyi bir güç dağıtım a ğının önemli olduğunu biliyoruz. İlk önce, elektrik çizgisinin ve toprak çizginin tasarımı için çizginin genişliğinin daha kalın olduğunu sağlamalıyız (meselâ, genişliğin 40mil olduğunu ve sıradan sinyal çizgisinin 10 mil olduğunu), impedans değerini mümkün olduğunca azaltmak için. 5/5 kuralına göre, çipinin hızı yükseliyor ve yükseliyor. 5/5 kuralına göre, birçok katı tahtalarını kullanıyoruz. Bu şekilde devrelerin etkisini azaltmak için özel bir güç katı ve bağlı bir toprak katı tarafından güçlendiriliyor.