Ταχυδρομείο:info@anke-pcb.com
Whatapp/WeChat: 008618589033832
Skype: Sannyduanbsp
Τρεις πτυχές για την εξασφάλιση της ακεραιότητας ισχύος στοΣχεδιασμός PCB
Στη σύγχρονη ηλεκτρονική σχεδίαση, η ακεραιότητα ισχύος είναι ένα απαραίτητο μέρος του σχεδιασμού PCB. Για να διασφαλιστεί η σταθερή λειτουργία και η απόδοση των ηλεκτρονικών συσκευών, πρέπει να εξετάσουμε και να σχεδιάσουμε συνολικά από την πηγή ενέργειας στον δέκτη.
Μέσα από προσεκτικά σχεδιασμό και βελτιστοποίηση των μονάδων ισχύος, των εσωτερικών επιπέδων στρώματος και των τσιπ τροφοδοσίας μπορούμε να επιτύχουμε πραγματικά ακεραιότητα ισχύος. Αυτό το άρθρο θα εμβαθύνει σε αυτές τις τρεις βασικές πτυχές για την παροχή πρακτικών καθοδήγησης και στρατηγικών για τους σχεδιαστές PCB.
I. Καλωδίωση διάταξης μονάδας ισχύος
Η μονάδα ισχύος είναι η πηγή ενέργειας κάθε ηλεκτρονικών συσκευών, η απόδοση και η διάταξή της επηρεάζουν άμεσα τη σταθερότητα και την αποτελεσματικότητα ολόκληρου του συστήματος. Η σωστή διάταξη και δρομολόγηση μπορεί όχι μόνο να μειώσει τις παρεμβολές θορύβου, αλλά και να εξασφαλίσει ομαλή ροή ρεύματος, βελτιώνοντας έτσι τη συνολική απόδοση.
2. Διάταξη μονάδας ισχύος
1. Επεξεργασία: Επεξεργασία:
Η μονάδα ισχύος θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή δεδομένου ότι χρησιμεύει ως σημείο εκκίνησης της ισχύος. Για να μειωθεί η εισαγωγή του θορύβου, το περιβάλλον γύρω από τη μονάδα ισχύος θα πρέπει να διατηρείται όσο το δυνατόν πιο καθαρό για να αποφευχθεί η γειτνίαση σε άλλαυψηλής συχνότηταςή εξαρτήματα ευαίσθητα στο θόρυβο.
2. Κοιτάξτε στο τσιπ τροφοδοσίας:
Η μονάδα ισχύος θα πρέπει να τοποθετηθεί όσο το δυνατόν πιο κοντά στο τσιπ που παρέχεται από την εξουσία. Αυτό μπορεί να μειώσει τις απώλειες στη τρέχουσα διαδικασία μετάδοσης και να μειώσει τις απαιτήσεις της περιοχής του εσωτερικού επιπέδου στρώματος.
3. Ζητήστε από τη διάχυση:
Η μονάδα ισχύος μπορεί να παράγει θερμότητα κατά τη διάρκεια της λειτουργίας, επομένως θα πρέπει να εξασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν εμπόδια πάνω από αυτήν για τη διάχυση της θερμότητας. Εάν είναι απαραίτητο, μπορούν να προστεθούν ψύξης ή ανεμιστήρες για ψύξη.
4. Αποφυγή βρόχων:
Κατά τη δρομολόγηση, αποφύγετε τη διαμόρφωση βρόχων ρεύματος για να μειώσετε τη δυνατότητα ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής.
Ii. Σχεδιασμός σχεδιασμού επίπεδου εσωτερικού επιπέδου
Α. Σχεδιασμός στοίβας στρώματος
In PCB EMC Design, ο σχεδιασμός στοίβας στρώματος είναι ένα βασικό στοιχείο που πρέπει να εξετάσει τη δρομολόγηση και τη διανομή ενέργειας.
ένα. Για να εξασφαλιστεί τα χαμηλά χαρακτηριστικά σύνθετης αντίστασης του επιπέδου ισχύος και να απορροφήσουν τη σύζευξη θορύβου εδάφους, η απόσταση μεταξύ ισχύος και εδάφους δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10mil, συνήθως συνιστάται να είναι μικρότερα από 5mil.
σι. Εάν δεν μπορεί να εφαρμοστεί ένα επίπεδο ισχύος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα επιφανειακό στρώμα για την τοποθέτηση του επιπέδου ισχύος. Τα στενά γειτονικά επίπεδα ισχύος και εδάφους σχηματίζουν έναν πυκνωτή επίπεδου με ελάχιστη αντίσταση AC και εξαιρετικά χαρακτηριστικά υψηλής συχνότητας.
ντο. Αποφύγετε τα γειτονικά δύο στρώματα ισχύος, ειδικά με μεγάλες διαφορές τάσης, για να αποφευχθεί η σύζευξη θορύβου. Εάν είναι αναπόφευκτη, αυξήστε όσο το δυνατόν περισσότερο την απόσταση μεταξύ των δύο στρωμάτων ισχύος.
ρε. Τα επίπεδα αναφοράς, ειδικά τα επίπεδα αναφοράς ισχύος, θα πρέπει να διατηρούν χαρακτηριστικά χαμηλής αντίστασης και μπορούν να βελτιστοποιηθούν μέσω πυκνωτών παράκαμψης και προσαρμογών στρώματος.
B.Multiple Power Stampmentation
ένα. Για συγκεκριμένες πηγές ενέργειας μικρής εμβέλειας, όπως η τάση εργασίας του πυρήνα ενός συγκεκριμένου τσιπ IC, ο χαλκός θα πρέπει να τοποθετηθεί στο στρώμα σήματος για να εξασφαλιστεί η ακεραιότητα του επιπέδου ισχύος, αλλά να αποφευχθεί η τοποθέτηση του χαλκού ισχύος στο επιφανειακό στρώμα για τη μείωση της ακτινοβολίας θορύβου.
σι. Η επιλογή του πλάτους τμηματοποίησης πρέπει να είναι κατάλληλη. Όταν η τάση είναι μεγαλύτερη από 12V, το πλάτος μπορεί να είναι 20-30mil. Διαφορετικά, επιλέξτε 12-20mil. Το πλάτος τμηματοποίησης μεταξύ αναλογικών και ψηφιακών πηγών ενέργειας πρέπει να αυξηθεί για να αποφευχθεί η παρεμβολή της ψηφιακής ισχύος με αναλογική ισχύς.
ντο. Τα απλά δίκτυα ισχύος θα πρέπει να ολοκληρωθούν στο στρώμα δρομολόγησης και τα μακρύτερα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας θα πρέπει να έχουν προστιθέμενους πυκνωτές φίλτρων.
ρε. Το κατακερματισμένο επίπεδο ισχύος θα πρέπει να διατηρείται τακτικά για να αποφευχθούν ακανόνιστα σχήματα που προκαλούν συντονισμό και αυξημένη αντίσταση ισχύος. Δεν επιτρέπονται μεγάλες και στενές λωρίδες και τμήματα σε σχήμα αλτήρα.
Γ.Π.Α.
ένα. Το επίπεδο ισχύος πρέπει να συνδέεται στενά με το επίπεδο του εδάφους.
σι. Για μάρκες με λειτουργικές συχνότητες που υπερβαίνουν τα 500MHz, βασίζονται κυρίως στο φιλτράρισμα του πυκνωτή και χρησιμοποιήστε ένα συνδυασμό φιλτραρίσματος πυκνωτών. Το φαινόμενο φιλτραρίσματος πρέπει να επιβεβαιωθεί με προσομοίωση ακεραιότητας ισχύος.
ντο. Εγκαταστήστε τους επαγωγείς για την αποσύνδεση των πυκνωτών στο επίπεδο ελέγχου, όπως η διεύρυνση του πυκνωτή οδηγεί και η αύξηση των δηλωμάτων πυκνωτών, για να εξασφαλίσετε ότι η αντίσταση του εδάφους είναι χαμηλότερη από την αντίσταση στόχου.
Iii. Καλωδίωση διάταξης τσιπ τροφοδοσίας
Το τσιπ τροφοδοσίας είναι ο πυρήνας των ηλεκτρονικών συσκευών και η διασφάλιση της ακεραιότητάς του είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτίωση της απόδοσης και της σταθερότητας των συσκευών. Ο έλεγχος της ακεραιότητας ισχύος για τα τσιπ ενέργειας περιλαμβάνει κυρίως τη διαχείριση δρομολόγησης των ακίδων ισχύος τσιπ και τη σωστή διάταξη και την καλωδίωση των πυκνωτών αποσύνδεσης. Τα παρακάτω θα περιγράφουν λεπτομερώς τις εκτιμήσεις και τις πρακτικές συμβουλές σχετικά με αυτές τις πτυχές.
A.Chip Power Pin Routing
Η δρομολόγηση των ακροδεκτών ισχύος είναι ένα κρίσιμο μέρος του ελέγχου της ακεραιότητας ισχύος. Για να παρέχει μια σταθερή τροφοδοσία ρεύματος, συνιστάται να πυκνώσουμε τη δρομολόγηση ακίδων ισχύος, γενικά στο ίδιο πλάτος με τους ακροδέκτες τσιπ. Συνήθως, τοελάχιστο πλάτοςΔεν πρέπει να είναι μικρότερο από 8mil, αλλά για καλύτερα αποτελέσματα, προσπαθήστε να επιτύχετε πλάτος 10mil. Με την αύξηση του πλάτους δρομολόγησης, η σύνθετη αντίσταση μπορεί να μειωθεί, μειώνοντας έτσι τον θόρυβο της ισχύος και την εξασφάλιση επαρκούς τρέχουσας παροχής στο τσιπ.
B.Layout και δρομολόγηση πυκνωτών αποσύνδεσης
Οι πυκνωτές αποσύνδεσης διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στον έλεγχο της ακεραιότητας της ισχύος για τα τσιπ ενέργειας. Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του πυκνωτή και τις απαιτήσεις εφαρμογής, οι πυκνωτές αποσύνδεσης χωρίζονται γενικά σε μεγάλους και μικρούς πυκνωτές.
ένα. Μεγάλοι πυκνωτές: Οι μεγάλοι πυκνωτές είναι συνήθως ομοιόμορφα κατανεμημένοι γύρω από το τσιπ. Λόγω της χαμηλότερης συχνότητας συντονισμού και της μεγαλύτερης ακτίνας φιλτραρίσματος, μπορούν να φιλτράρουν αποτελεσματικά τον θόρυβο χαμηλής συχνότητας και να παρέχουν σταθερή παροχή ρεύματος.
σι. Μικροί πυκνωτές: Οι μικροί πυκνωτές έχουν υψηλότερη συχνότητα συντονισμού και μικρότερη ακτίνα φιλτραρίσματος, οπότε πρέπει να τοποθετηθούν όσο το δυνατόν πιο κοντά στις ακίδες τσιπ. Η τοποθέτηση τους πολύ μακριά μπορεί να μην φιλτράρει αποτελεσματικά τον θόρυβο υψηλής συχνότητας, χάνοντας το αποτέλεσμα αποσύνδεσης. Η σωστή διάταξη εξασφαλίζει ότι χρησιμοποιείται πλήρως η αποτελεσματικότητα των μικρών πυκνωτών στο φιλτράρισμα του θορύβου υψηλής συχνότητας.
Γ. Μέθοδος παράλληλη αποσύνδεση πυκνωτών
Για να βελτιωθεί περαιτέρω η ακεραιότητα της ισχύος, οι πολλαπλοί πυκνωτές αποσύνδεσης συχνά συνδέονται παράλληλα. Ο κύριος σκοπός αυτής της πρακτικής είναι να μειωθεί η ισοδύναμη επαγωγική σειρά (ESL) των μεμονωμένων πυκνωτών μέσω της παράλληλης σύνδεσης.
Όταν παραλληλίζει τους πολλαπλούς πυκνωτές αποσύνδεσης, πρέπει να δοθεί προσοχή στην τοποθέτηση των βημάτων για τους πυκνωτές. Μια κοινή πρακτική είναι να αντισταθμιστούν τα βήματα της εξουσίας και του εδάφους. Ο κύριος σκοπός αυτού είναι να μειωθεί η αμοιβαία επαγωγή μεταξύ των πυκνωτών αποσύνδεσης. Βεβαιωθείτε ότι η αμοιβαία επαγωγή είναι πολύ μικρότερη από την ESL ενός μεμονωμένου πυκνωτή, έτσι ώστε η συνολική σύνθετη αντίσταση ESL μετά από παραλληλισμό πολλαπλών πυκνωτών αποσύνδεσης είναι 1/n. Με τη μείωση της αμοιβαίας επαγωγής, η αποτελεσματικότητα φιλτραρίσματος μπορεί να βελτιωθεί αποτελεσματικά, εξασφαλίζοντας τη βελτίωση της σταθερότητας της ισχύος.
Σχέδιοκαι η δρομολόγηση των μονάδων ισχύος, ο σχεδιασμός του σχεδιασμού του επιπέδου εσωτερικού επιπέδου και ο σωστός χειρισμός της διάταξης και της καλωδίωσης του τσιπ είναι απαραίτητη στον σχεδιασμό ηλεκτρονικών συσκευών. Μέσω της σωστής διάταξης και δρομολόγησης, μπορούμε να διασφαλίσουμε τη σταθερότητα και την αποτελεσματικότητα των μονάδων ισχύος, να μειώσουμε τις παρεμβολές του θορύβου και να βελτιώσουμε τη συνολική απόδοση. Σχεδιασμός στοίβας Layer και πολλαπλών τμηματοποίησης ισχύος βελτιστοποιήστε περαιτέρω τα χαρακτηριστικά των επιπέδων ισχύος, μειώνοντας την παρεμβολή θορύβου ισχύος. Ο σωστός χειρισμός της διάταξης τσιπ και των πυκνωτών καλωδίωσης και αποσύνδεσης και αποσύνδεσης είναι ζωτικής σημασίας για τον έλεγχο της ακεραιότητας ενέργειας, εξασφαλίζοντας μια σταθερή τροφοδοσία ρεύματος και αποτελεσματικό φιλτράρισμα θορύβου, ενίσχυση της απόδοσης και σταθερότητας της συσκευής.
Στην πρακτική εργασία, πρέπει να θεωρηθούν διάφοροι παράγοντες όπως το τρέχον μέγεθος, το πλάτος δρομολόγησης, ο αριθμός των VIA, οι επιδράσεις σύζευξης κ.λπ. Ακολουθήστε τις προδιαγραφές σχεδιασμού και τις βέλτιστες πρακτικές για να εξασφαλίσετε τον έλεγχο και τη βελτιστοποίηση της ακεραιότητας ισχύος. Μόνο με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να παρέχουμε σταθερή και αποτελεσματική τροφοδοσία ηλεκτρικής ενέργειας για ηλεκτρονικές συσκευές, να ανταποκριθούμε στις αυξανόμενες απαιτήσεις απόδοσης και να οδηγήσουμε την ανάπτυξη και την πρόοδο της ηλεκτρονικής τεχνολογίας.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
Χρόνος δημοσίευσης: Μαρ 25-2024
