PCB科技 - PCB供電系統設計

這個 analysis and design of power supply system (PDS) is becoming more and more important in the field of high-speed PCB設計, 尤其是在電腦領域, 電晶體, 通信, 網絡和消費電子行業. 隨著超大規模集成電路科技不可避免地進一步縮小, 集成電路的電源電壓將繼續降低. 隨著越來越多的製造商從13.0nm科技轉向90nm科技, 可以預見，電源電壓將降至1.2V甚至更低, 而電流也會顯著增加. 從直流IR壓降到交流動態電壓波動控制, 隨著允許的雜訊範圍越來越小, 這種發展趨勢給供電系統的設計帶來了巨大的挑戰.

1、通常在交流分析中，電源和接地之間的輸入阻抗是用於量測電源系統特性的重要觀察值。 這種觀察結果的確定已演變為直流分析中紅外壓降的計算。 無論是在直流還是交流分析中，影響電源系統特性的因素有：PCB分層、電源板層平面的形狀、元件的佈局、過孔和引脚的分佈等。

2、電源和接地之間的輸入阻抗概念可用於上述因素的模擬和分析。 例如，電源接地輸入阻抗的一個非常廣泛的應用是評估板上去耦電容器的位置。 在電路板上放置一定數量的去耦電容器，可以抑制電路板本身的獨特諧振，從而减少雜訊的產生，還可以减少電路板的邊緣輻射，以緩解電磁相容性問題。 為了提高供電系統的可靠性，降低系統的製造成本，系統設計工程師必須經常考慮如何經濟有效地選擇去耦電容器的系統佈局。

高速電路系統中的電源系統通常可以分為3個物理子系統：晶片、集成電路封裝結構和PCB。 晶片上的電網由幾個交替放置的金屬層組成。 每個金屬層由X或Y方向的薄金屬條組成，形成電源或接地網，通孔連接不同層的薄金屬條。

3. 這個 PCB工廠 為一些高性能晶片集成了許多解耦單元, 無論是覈心還是IO電源. 集成電路封裝結構, 就像一個簡化的PCB, 具有多層電源或接地層，形狀複雜. 在封裝結構的上表面, 通常有一個安裝去耦電容器的地方. The PCB佈局 通常包含一個面積較大的連續電源和接地層, 以及一些大小離散去耦電容器組件, and a power rectifier module (VRM). 鍵合導線, C4碰撞, 焊球連接晶片, 包裹, 和PCB在一起. 整個電源系統必須確保每個積體電路設備在正常範圍內提供穩定的電壓. 然而, 電源系統中的開關電流和寄生高頻效應總是會引入電壓雜訊.