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Drei Aspekte, um die Stromintegrität zu sichern inPCB -Designing
Im modernen elektronischen Design ist Power Integrity ein unverzichtbarer Bestandteil des PCB -Designs. Um den stabilen Betrieb und die Leistung elektronischer Geräte zu gewährleisten, müssen wir von der Stromquelle zum Empfänger umfassend berücksichtigen und entwerfen.
Durch sorgfältiges Entwerfen und Optimieren von Leistungsmodulen, Innenebenenflugzeugen und Stromversorgungschips können wir wirklich Stromintegrität erreichen. Dieser Artikel wird sich mit diesen drei wichtigsten Aspekten befassen, um praktische Anleitungen und Strategien für PCB -Designer zu liefern.
I. Layout -Verdrahtung des Leistungsmoduls
Das Leistungsmodul ist die Energiequelle aller elektronischen Geräte, seine Leistung und Layout beeinflussen direkt die Stabilität und Effizienz des gesamten Systems. Das korrekte Layout und das richtige Routing können nicht nur die Rauschinterferenz reduzieren, sondern auch einen reibungslosen Stromfluss gewährleisten, wodurch die Gesamtleistung verbessert wird.
2. Layout für Kraftmodul
1.Source -Verarbeitung:
Das Leistungsmodul sollte besondere Aufmerksamkeit erhalten, da es als Ausgangspunkt der Macht dient. Um die Einführung der Rauschen zu verringern, sollte die Umgebung um das Stromversorgungsmodul so sauber wie möglich gehalten werden, um die Adjazizität an andere zu vermeidenHochfrequenzoder rauschempfindliche Komponenten.
2.Klose in den Netzteilchip:
Das Leistungsmodul sollte so nah wie möglich am von Strom versorgten Chip platziert werden. Dies kann die Verluste im aktuellen Übertragungsprozess verringern und die Flächenanforderungen der Innenschichtebene verringern.
3. Überlegungen zur Dissipation von Dissipation:
Das Leistungsmodul kann während des Betriebs Wärme erzeugen, sodass sichergestellt werden sollte, dass keine Obstruktionen über ihm für die Wärmeableitungen stehen. Bei Bedarf können zum Abkühlen den Kühlkörper oder die Ventilatoren hinzugefügt werden.
4.Ververmeidende Schleifen:
Vermeiden Sie es beim Routing, Stromschleifen zu bilden, um die Möglichkeit elektromagnetischer Störungen zu verringern.
Ii. Planung der Innenschicht -Ebene Planung
A. Schichtstapeldesign
In PCB EMC -DesignDas Layer -Stack -Design ist ein Schlüsselelement, das Routing und Stromverteilung berücksichtigen muss.
A. Um die Eigenschaften der Leistungsebene mit geringer Impedanz zu gewährleisten und eine gemahlene Geräuschkopplung zu absorbieren, sollte der Abstand zwischen Leistung und Erdungsebenen 10 Mio. nicht überschreiten, was in der Regel weniger als 5 Mio. empfohlen wird.
B. Wenn eine einzelne Leistungsebene nicht implementiert werden kann, kann eine Oberflächenschicht verwendet werden, um die Leistungsebene auszulegen. Die eng angrenzenden Strom- und Erdungsebenen bilden einen Ebenenkondensator mit minimaler Wechselstromimpedanz und hervorragenden Hochfrequenzeigenschaften.
C. Vermeiden Sie angrenzende zwei Leistungsschichten, insbesondere bei großen Spannungsunterschieden, um die Geräuschkopplung zu verhindern. Wenn unvermeidlich, erhöhen Sie den Abstand zwischen den beiden Leistungsschichten so weit wie möglich.
D. Referenzebenen, insbesondere Leistungsreferenzebenen, sollten Eigenschaften mit geringer Impedanz aufrechterhalten und können durch Bypasskondensatoren und Schichtanpassungen optimiert werden.
B.multiple Machtsegmentierung
A. Für bestimmte Leistungsquellen im kleinen Bereich, wie die Kernarbeitsspannung eines bestimmten IC-Chips, sollte Kupfer auf die Signalschicht gelegt werden, um die Integrität der Leistungsebene zu gewährleisten. Vermeiden Sie jedoch, dass das Stromkupfer auf der Oberflächenschicht abgelegt wird, um die Rauschstrahlung zu verringern.
B. Die Auswahl der Segmentierungsbreite sollte angemessen sein. Wenn die Spannung größer als 12 V ist, kann die Breite 20-30 Mio. sein. Andernfalls wählen Sie 12-20 Mio.. Die Segmentierungsbreite zwischen analogen und digitalen Stromquellen muss erhöht werden, um zu verhindern, dass die digitale Leistung die analoge Leistung beeinträchtigt.
C. Einfache Power -Netzwerke sollten in der Routing -Ebene abgeschlossen sein, und längere Stromnetze sollten Filterkondensatoren hinzugefügt haben.
D. Die segmentierte Leistungsebene sollte regelmäßig gehalten werden, um unregelmäßige Formen zu vermeiden, die Resonanz und erhöhte Leistungsimpedanz verursachen. Lange und schmale Streifen und fantastische Abteilungen sind nicht zulässig.
C. plane Filterung
A. Die Leistungsebene sollte eng mit der Erdungsebene gekoppelt sein.
B. Bei Chips mit Betriebsfrequenzen von mehr als 500 MHz stützen sich hauptsächlich auf die Filterung des ebenen Kondensators und verwenden Sie eine Kombination aus Kondensatorfilterung. Der Filtereffekt muss durch die Simulation der Leistungsintegrität bestätigt werden.
C. Installieren Sie Induktoren für die Entkopplung von Kondensatoren in der Kontrollebene, wie z.
III. Power -Chip -Layout -Verkabelung
Der Power -Chip ist der Kern der elektronischen Geräte und sicherzustellen, dass seine Leistungsintegrität für die Verbesserung der Geräteleistung und -stabilität von entscheidender Bedeutung ist. Die Stromversorgungssteuerung für Power -Chips umfasst hauptsächlich die Routing -Handhabung von Chip -Leistungsstiften und die korrekte Layout und Verkabelung von Entkopplungskondensatoren. Im Folgenden werden Überlegungen und praktische Ratschläge zu diesen Aspekten beschrieben.
A.Chip Power Pin Routing
Das Routing von Chip -Leistungsstiften ist ein entscheidender Bestandteil der Stromintegritätskontrolle. Um eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten, wird empfohlen, das Routing von Stromnadeln zu verdicken, im Allgemeinen bis zur gleichen Breite wie die Chipstifte. Typischerweise dieMindestbreiteSollte nicht weniger als 8 Mio. sein, aber für bessere Ergebnisse versuchen Sie, eine Breite von 10 Mio. zu erreichen. Durch Erhöhen der Routing -Breite kann die Impedanz verringert werden, wodurch das Geräuschgeräusch verringert und die ausreichende Stromversorgung des Chips gewährleistet wird.
B. Layout und Routing von Entkopplungskondensatoren
Entkopplungskondensatoren spielen eine bedeutende Rolle bei der Stromintegritätskontrolle für Leistungschips. Abhängig von den Kondensatormerkmalen und Anwendungsanforderungen werden die Entkopplungskondensatoren im Allgemeinen in große und kleine Kondensatoren unterteilt.
A. Große Kondensatoren: Große Kondensatoren sind normalerweise gleichmäßig um den Chip verteilt. Aufgrund ihrer niedrigeren Resonanzfrequenz und des größeren Filterradius können sie effektiv niedrige Frequenzrauschen herausfiltern und eine stabile Stromversorgung bereitstellen.
B. Kleine Kondensatoren: Kleine Kondensatoren haben eine höhere Resonanzfrequenz und einen kleineren Filterradius, sodass sie so nah wie möglich an den Chipstiften platziert werden sollten. Wenn Sie sie zu weit entfernt platzieren, kann es nicht effektiv hochfrequentes Geräusch herausstellen und den Entkopplungseffekt verlieren. Das korrekte Layout stellt sicher, dass die Wirksamkeit kleiner Kondensatoren bei der Filterung von Hochfrequenzrauschen vollständig verwendet wird.
C. Verdrahtungsmethode paralleler Entkopplungskondensatoren
Um die Stromintegrität weiter zu verbessern, sind mehrere Entkopplungskondensatoren häufig parallel angeschlossen. Der Hauptzweck dieser Praxis ist es, die entsprechende Serieninduktivität (ESL) einzelner Kondensatoren durch parallele Verbindung zu verringern.
Bei der Parallelung mehrerer Entkopplungskondensatoren sollte der Platzierung von Vias für Kondensatoren aufmerksam gemacht werden. Eine übliche Praxis besteht darin, die Vias von Kraft und Boden auszugleichen. Der Hauptzweck davon ist die Verringerung der gegenseitigen Induktivität zwischen Entkopplungskondensatoren. Stellen Sie sicher, dass die gegenseitige Induktivität viel kleiner als die ESL eines einzelnen Kondensators ist, so dass die Gesamt -ESL -Impedanz nach Parallelung mehrerer Entkopplungskondensatoren 1/n beträgt. Durch die Verringerung der gegenseitigen Induktivität kann die Filtereffizienz effektiv verbessert werden, um eine verbesserte Leistungsstabilität zu gewährleisten.
Layoutund Routing von Leistungsmodulen, Planung der inneren Ebenenebene und die korrekte Handhabung von Power -Chip -Layout und -verdrahtung sind für das Design des elektronischen Geräts unverzichtbar. Durch ordnungsgemäßes Layout und Routing können wir die Stabilität und Effizienz von Leistungsmodulen sicherstellen, die Lärmstörungen reduzieren und die Gesamtleistung verbessern. Layer -Stapeldesign und Mehrfachleistungsegmentierung optimieren die Eigenschaften von Leistungsebenen weiter und reduzieren die Störungen des Stromversorgungsgeräusches. Die ordnungsgemäße Handhabung von Power -Chip -Layout sowie Verkabelung sowie Entkopplungskondensatoren sind entscheidend für die Stromintegritätskontrolle, um eine stabile Stromversorgung und eine effektive Rauschfilterung, die Verbesserung der Geräteleistung und -stabilität zu gewährleisten.
In der praktischen Arbeit müssen verschiedene Faktoren wie die Stromgröße, die Routingbreite, die Anzahl der Vias, die Kopplungseffekte usw. umfassend berücksichtigt werden, um rationale Layout- und Routing -Entscheidungen zu treffen. Befolgen Sie die Entwurfsspezifikationen und Best Practices, um die Kontrolle und Optimierung der Stromintegrität sicherzustellen. Nur auf diese Weise können wir elektronische Geräte ein stabiles und effizientes Stromversorgung bereitstellen, die steigenden Leistungsanforderungen erfüllen und die Entwicklung und den Fortschritt der elektronischen Technologie vorantreiben.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd.
Postzeit: März-2024
