Trīs aspekti, lai nodrošinātu enerģijas integritāti PCB projektēšanā

www.anke-pcb.com

Pasts:info@anke-pcb.com

WhatApp/wechat: 008618589033832

Skype: Sannyduanbsp

Trīs aspekti, lai nodrošinātu enerģijas integritātiPCB projektēšana

Mūsdienu elektroniskajā dizainā jaudas integritāte ir neaizstājama PCB dizaina sastāvdaļa. Lai nodrošinātu stabilu elektronisko ierīču darbību un veiktspēju, mums ir jāapsver un jāizstrādā visaptveroši no enerģijas avota uz uztvērēju.

Rūpīgi izstrādājot un optimizējot enerģijas moduļus, iekšējo slāņu plaknes un barošanas avota mikroshēmas, mēs varam patiesi sasniegt enerģijas integritāti. Šis raksts iedziļināsies šajos trīs galvenajos aspektos, lai sniegtu praktiskus norādījumus un stratēģijas PCB dizaineriem.

I. Barošanas moduļa izkārtojuma vadu vadi

Jaudas modulis ir katras elektronisko ierīču enerģijas avots, tā veiktspēja un izkārtojums tieši ietekmē visas sistēmas stabilitāti un efektivitāti. Pareizais izkārtojums un maršrutēšana var ne tikai samazināt trokšņa traucējumus, bet arī nodrošināt vienmērīgu strāvas plūsmu, tādējādi uzlabojot kopējo veiktspēju.

2. POWER MODULA izkārtojums

1.Source apstrāde:

Jaudas modulim jāpievērš īpaša uzmanība, jo tas kalpo kā jaudas sākumpunkts. Lai samazinātu trokšņa ieviešanu, vide ap enerģijas moduli ir jāuztur pēc iespējas tīrākai, lai izvairītos no blakus esošiem citiemaugstfrekvencevai trokšņa jutīgas sastāvdaļas.

2.Pieņemiet barošanas avota mikroshēmu:

Strāvas modulis jānovieto pēc iespējas tuvāk enerģijas piegādātajai mikroshēmai. Tas var samazināt zaudējumus pašreizējā pārraides procesā un samazināt iekšējā slāņa plaknes apgabala prasības.

3. Izkliedēšanas apsvērumi:

Strāvas modulis darbības laikā var radīt siltumu, tāpēc būtu jānodrošina, ka siltuma izkliedēšanai virs tā nav šķēršļu. Ja nepieciešams, dzesēšanai var pievienot Heatsinks vai ventilatorus.

4.Izinoties cilpas:

Maršrutējot, izvairieties no strāvas cilpu veidošanās, lai samazinātu elektromagnētisko traucējumu iespējamību.

II. Iekšējā slāņa plaknes dizaina plānošana

A. slāņa kaudzes dizains

In PCB EMC dizains, Layer Stack dizains ir galvenais elements, kas jāapsver maršrutēšana un enerģijas sadale.

a. Lai nodrošinātu zemas pretestības raksturlielumus no strāvas plaknes un absorbētu zemes trokšņa savienojumu, attālums starp jaudas un zemes plaknēm nedrīkst pārsniegt 10 miljonus, parasti ieteicams būt mazāks par 5 miljoniem.

b. Ja nevar ieviest vienu strāvas plakni, strāvas plaknes izvietošanai var izmantot virsmas slāni. Cieši blakus esošās jaudas un zemes plaknes veido plaknes kondensatoru ar minimālu maiņstrāvas pretestību un lieliskām augstfrekvences īpašībām.

c. Izvairieties no blakus esošajiem diviem jaudas slāņiem, īpaši ar lielām sprieguma atšķirībām, lai novērstu trokšņa savienojumu. Ja tā ir neizbēgama, pēc iespējas palieliniet atstatumu starp diviem jaudas slāņiem.

D. Atsauces lidmašīnām, īpaši jaudas atsauces plaknēs, vajadzētu saglabāt zemas pretestības īpašības, un tās var optimizēt, izmantojot apvedceļa kondensatorus un slāņa pielāgojumus.

B. Kultūras jaudas segmentēšana

a. Īpašiem neliela diapazona jaudas avotiem, piemēram, noteiktas IC mikroshēmas kodola darba spriegumam, vara jānovieto uz signāla slāņa, lai nodrošinātu strāvas plaknes integritāti, bet izvairieties no vara uzlikšanas virsmas slānī, lai samazinātu trokšņa starojumu.

b. Segmentācijas platuma izvēlei jābūt piemērotai. Kad spriegums ir lielāks par 12 V, platums var būt 20–30 miljoni; Pretējā gadījumā izvēlieties 12-20 miljonus. Ir jāpalielina segmentācijas platums starp analogo un digitālo jaudas avotiem, lai novērstu digitālās jaudas traucējumus analogā jauda.

c. Maršrutēšanas slānī jāaizpilda vienkāršie jaudas tīkli, un garākiem enerģijas tīkliem jāpievieno filtru kondensatori.

D. Segmentētajai strāvas plaknei jābūt regulārai, lai izvairītos no neregulārām formām, kas izraisa rezonansi un palielinātu enerģijas pretestību. Nav atļauts garas un šauras sloksnes un hanteles formas nodaļas.

C. Plane filtrēšana

a. Strāvas plakne ir cieši jāpiešķir ar zemes plakni.

b. Mikroshēmām ar darbības frekvencēm, kas pārsniedz 500MHz, galvenokārt paļaujas uz plaknes kondensatora filtrēšanu un izmantojiet kondensatora filtrēšanas kombināciju. Filtrēšanas efekts ir jāapstiprina ar enerģijas integritātes simulāciju.

c. Instalējiet induktorus, lai atdalītu kondensatorus vadības plaknē, piemēram, paplašināt kondensatoru vadus un palielināt kondensatoru Vias, lai nodrošinātu, ka jaudas zemes pretestība ir zemāka par mērķa pretestību.

III. Strāvas mikroshēmas izkārtojuma vadi

Jaudas mikroshēma ir elektronisko ierīču kodols, un tā jaudas integritātes nodrošināšana ir būtiska, lai uzlabotu ierīces veiktspēju un stabilitāti. Jaudas integritātes kontrole strāvas mikroshēmām galvenokārt ietver mikroshēmas strāvas tapu apstrādi un pareizu izkārtojumu un atdalīšanas kondensatoru vadu. Tālāk sīki aprakstīti apsvērumi un praktiski padomi par šiem aspektiem.

A.Chip Power Pin maršrutēšana

CHIP jaudas tapu maršrutēšana ir būtiska jaudas integritātes kontroles sastāvdaļa. Lai nodrošinātu stabilu strāvas padevi, ieteicams sabiezēt enerģijas tapu maršrutēšanu, parasti līdz tādam pašam platumam kā mikroshēmas tapām. ParastiMinimālais platumsnevajadzētu būt mazākam par 8 miljoniem, bet, lai iegūtu labākus rezultātus, mēģiniet sasniegt 10 miljonu platumu. Palielinot maršrutēšanas platumu, pretestību var samazināt, tādējādi samazinot jaudas troksni un nodrošinot pietiekamu strāvas padevi mikroshēmā.

B.

Kondensatoru atdalīšanai ir nozīmīga loma enerģijas mikroshēmu jaudas integritātes kontrolē. Atkarībā no kondensatora īpašībām un lietojumprogrammu prasībām kondensatoru atdalīšana parasti tiek sadalīta lielos un mazos kondensatoros.

a. Lieli kondensatori: lieli kondensatori parasti tiek vienmērīgi sadalīti ap mikroshēmu. Sakarā ar zemāku rezonanses frekvenci un lielāku filtrēšanas rādiusu, tie var efektīvi filtrēt zemfrekvences troksni un nodrošināt stabilu barošanas avotu.

b. Mazi kondensatori: maziem kondensatoriem ir augstāka rezonanses frekvence un mazāks filtrēšanas rādiuss, tāpēc tie jānovieto pēc iespējas tuvāk mikroshēmu tapām. Novietošana pārāk tālu var efektīvi nefiltrēt augstfrekvences troksni, zaudējot atsaistīšanas efektu. Pareizs izkārtojums nodrošina, ka mazu kondensatoru efektivitāte ir pilnībā izmantota augstfrekvences trokšņa filtrēšanā.

C.

Lai vēl vairāk uzlabotu jaudas integritāti, vairāki atdalīšanas kondensatori bieži tiek savienoti paralēli. Šīs prakses galvenais mērķis ir samazināt individuālo kondensatoru ekvivalento sēriju induktivitāti (ESL), izmantojot paralēlu savienojumu.

Paralēli vairākiem kondensatoriem atdalot, jāpievērš uzmanība kondensatoru VIA izvietošanai. Parastā prakse ir kompensēt spēka un zemes vias. Galvenais mērķis ir samazināt savstarpējo induktivitāti starp kondensatoriem. Pārliecinieties, ka savstarpējā induktivitāte ir daudz mazāka nekā viena kondensatora ESL, tāpēc vispārējā ESL pretestība pēc vairāku atdalīšanas kondensatoru paralēlas ir 1/N. Samazinot savstarpējo induktivitāti, var efektīvi uzlabot filtrēšanas efektivitāti, nodrošinot uzlabotu enerģijas stabilitāti.

IzkārtojumsElektrības moduļu maršrutēšana, iekšējā slāņa plaknes projektēšanas plānošana un pareiza jaudas mikroshēmas izkārtojuma un elektroinstalācijas vadīšana ir neaizstājama elektroniskā ierīču projektēšanā. Izmantojot pareizu izkārtojumu un maršrutēšanu, mēs varam nodrošināt enerģijas moduļu stabilitāti un efektivitāti, samazināt trokšņa traucējumus un uzlabot kopējo veiktspēju. Slāņa kaudzes dizains un vairākas jaudas segmentēšana vēl vairāk optimizē enerģijas plakņu īpašības, samazinot jaudas trokšņa traucējumus. Pareiza jaudas mikroshēmas izkārtojuma un vadu un atdalīšanas kondensatoru apstrāde ir būtiska jaudas integritātes kontrolei, nodrošinot stabilu strāvas padevi un efektīvu trokšņa filtrēšanu, uzlabojot ierīces veiktspēju un stabilitāti.

Praktiskā darbā ir visaptveroši jāapsver dažādi faktori, piemēram, strāvas lielums, maršrutēšanas platums, VIA skaits, savienošanas efekti utt. Izpildiet dizaina specifikācijas un labāko praksi, lai nodrošinātu enerģijas integritātes kontroli un optimizāciju. Tikai šādā veidā mēs varam nodrošināt stabilu un efektīvu elektronisko ierīču barošanas avotu, apmierināt pieaugošās veiktspējas prasības un virzīt elektronisko tehnoloģiju attīstību un progresu.

Shenzhen Anke PCB Co., Ltd