Три аспекта за осигуряване на целостта на мощността при проектирането на PCB

www.anke-pcb.com

Поща:info@anke-pcb.com

Whatapp/WeChat: 008618589033832

Skype: Sannyduanbsp

Три аспекта за осигуряване на целостта на мощността вПроектиране на печатни платки

В съвременния електронен дизайн целостта на мощността е незаменима част от дизайна на PCB. За да гарантираме стабилната работа и производителността на електронните устройства, трябва да разгледаме и проектираме цялостно от източника на захранване до приемника.

Чрез внимателно проектиране и оптимизиране на модулите за захранване, самолетите на вътрешния слой и чиповете за захранване можем наистина да постигнем целостта на мощността. Тази статия ще се задълбочи в тези три ключови аспекта, за да предостави практически насоки и стратегии за дизайнерите на PCB.

I. Оформление на модула за захранване

Модулът за захранване е енергийният източник на всички електронни устройства, неговата производителност и оформление влияят пряко върху стабилността и ефективността на цялата система. Правилното оформление и маршрутизиране може не само да намали смущения в шума, но и да гарантира плавен ток поток, като по този начин подобрява общата производителност.

2. Оформление на модула за модул

1. Обработка на източници:

Модулът за захранване трябва да се обърне специално внимание, тъй като служи като отправна точка на захранването. За да се намали въвеждането на шума, средата около модула за захранване трябва да се поддържа възможно най -чиста, за да се избегне съседство с другиВисокочестотаили чувствителни към шума компоненти.

2.Клозна към захранващия чип:

Модулът за захранване трябва да бъде поставен възможно най-близо до чипа, доставен за захранване. Това може да намали загубите в текущия процес на предаване и да намали изискванията на площта на равнината на вътрешния слой.

3. Съображения за разсейване на подгряване:

Модулът за захранване може да генерира топлина по време на работа, така че трябва да се гарантира, че над него няма препятствия за разсейване на топлина. Ако е необходимо, за охлаждане могат да се добавят радиатори или вентилатори.

4. Изпускащи бримки:

Когато маршрутизирате, избягвайте да формирате текущи бримки, за да намалите възможността за електромагнитни смущения.

II. Планиране на дизайна на самолета на вътрешния слой

А. Дизайн на стека на слоя

In PCB EMC дизайн, Дизайнът на стека на слоя е ключов елемент, който трябва да обмисли маршрутизиране и разпределение на мощността.

a. За да се осигурят ниски импедансни характеристики на мощната равнина и да абсорбират съединителя на шума на земята, разстоянието между мощността и заземяващите равнини не трябва да надвишава 10 милиона, обикновено се препоръчва да бъде по -малко от 5 милиона.

б. Ако не може да се приложи една захранваща равнина, може да се използва повърхностен слой за излагане на захранващата равнина. Съседните съседни мощност и наземни равнини образуват равнинен кондензатор с минимален импеданс на променлив ток и отлични високочестотни характеристики.

c. Избягвайте съседни два силови слоя, особено с големи разлики в напрежението, за да предотвратите съединителя на шума. Ако е неизбежно, увеличете разстоянието между двата силови слоя колкото е възможно повече.

г. Референтните равнини, особено референтните самолети на мощността, трябва да поддържат ниски характеристики на импеданса и могат да бъдат оптимизирани чрез байпасни кондензатори и корекции на слоя.

B. Мултипна сегментация на мощността

a. За специфични източници на мощност на малки разстояния, като например основното работно напрежение на определен IC чип, медта трябва да бъде положена на сигналния слой, за да се гарантира целостта на захранващата равнина, но да се избягва да полагате медта на мощността върху повърхностния слой, за да се намали шумовата радиация.

б. Изборът на ширина на сегментацията трябва да е подходящ. Когато напрежението е по-голямо от 12V, ширината може да бъде 20-30 милиона; В противен случай изберете 12-20mil. Ширината на сегментирането между аналогови и цифрови източници на енергия трябва да бъде увеличена, за да се предотврати пречи на цифровата мощност с аналогова мощност.

c. Простите мощни мрежи трябва да бъдат завършени на маршрутизационния слой, а по -дългите захранващи мрежи трябва да имат добавени филтърни кондензатори.

г. Сегментираната мощност трябва да се поддържа редовно, за да се избегнат неправилни форми, причиняващи резонанс и повишен импеданс на мощността. Дълги и тесни ивици и дивизии във форма на дъмбели не са разрешени.

c.plane филтриране

a. Захранващата равнина трябва да бъде тясно съчетана със земната равнина.

б. За чипове с работни честоти над 500MHz, разчитайте предимно на филтриране на равнинни кондензатори и използвайте комбинация от филтриране на кондензатори. Ефектът на филтриране трябва да бъде потвърден чрез симулация на целостта на мощността.

c. Инсталирайте индуктори за отделяне на кондензатори на контролната равнина, като например разширяващи се кондензатор и увеличаване на кондензаторните кондензатори, за да се гарантира, че импедансът на захранването е по -нисък от целевия импеданс.

Iii. Завързване на захранване на чипс

Захранващият чип е ядрото на електронните устройства и гарантирането, че целостта на мощността е от решаващо значение за подобряване на производителността и стабилността на устройството. Контролът на целостта на мощността за захранващите чипове включва главно маршрутизиране на боравенето с чип мощност и правилното оформление и окабеляването на кондензатори за отделяне. Следното ще подробно описва съображенията и практическите съвети относно тези аспекти.

A.Chip POWER ПИН маршрутизиране

Маршрутизацията на щифтовете на чипс е решаваща част от контрола на целостта на мощността. За да се осигури стабилно захранване, се препоръчва да се сгъстяват маршрута на захранващите щифтове, обикновено до същата ширина като щифтовете на чипа. Обикновеноминимална ширинаНе трябва да е по -малко от 8mil, но за по -добри резултати се опитайте да постигнете ширина 10 милиона. Чрез увеличаване на ширината на маршрутизиране импедансът може да бъде намален, като по този начин се намали шума от мощността и осигуряването на достатъчно захранване на тока на чипа.

B.layout и маршрутизиране на разграждане на кондензатори

Разграждането на кондензаторите играят значителна роля в контрола на целостта на мощността за мощните чипове. В зависимост от характеристиките на кондензатора и изискванията за приложение, кондензаторите за отделяне обикновено се разделят на големи и малки кондензатори.

a. Големи кондензатори: Големите кондензатори обикновено се разпределят равномерно около чипа. Поради по-ниската си резонансна честота и по-големия радиус на филтриране, те могат ефективно да филтрират нискочестотен шум и да осигурят стабилно захранване.

б. Малки кондензатори: Малките кондензатори имат по -висока резонансна честота и по -малък радиус на филтриране, така че те трябва да бъдат поставени възможно най -близо до щифтовете на чипа. Поставянето им твърде далеч не може ефективно да филтрира високочестотния шум, губейки ефекта на отделяне. Правилното оформление гарантира, че ефективността на малките кондензатори при филтриране на високочестотен шум е напълно използвана.

C. Метод на извличане на паралелни кондензатори за отделяне

За по -нататъшно подобряване на целостта на мощността, многократните кондензатори за отделяне често се свързват паралелно. Основната цел на тази практика е да намали еквивалентната индуктивност на сериите (ESL) на отделните кондензатори чрез паралелна връзка.

При успоредни множество кондензатори за отделяне, трябва да се обърне внимание на поставянето на VIA за кондензатори. Често срещана практика е да се компенсират виатите на властта и земята. Основната цел на това е да се намали взаимната индуктивност между кондензаторите на отделяне. Уверете се, че взаимната индуктивност е много по -малка от ESL на един кондензатор, така че общият ESL импеданс след паралелно множество кондензатори за отделяне е 1/N. Чрез намаляване на взаимната индуктивност, ефективността на филтриране може да бъде ефективно подобрена, като се гарантира подобрена стабилност на мощността.

Оформлениеи маршрутизиране на модули за захранване, планиране на дизайн на вътрешния слой и правилното обработка на оформлението и окабеляването на захранващия чип са незаменими в електронния дизайн на устройството. Чрез правилното оформление и маршрутизиране можем да гарантираме стабилността и ефективността на модулите на захранването, да намалим смущения в шума и да подобрим общата производителност. Дизайнът на стека на слоя и множествената сегментация на мощността допълнително оптимизират характеристиките на захранващите равнини, намалявайки смущения в шума на мощността. Правилното управление на кондензаторите на захранващия чип и отделянето и отделянето на кондензаторите са от решаващо значение за контрола на целостта на мощността, като гарантират стабилен захранващ ток и ефективно филтриране на шума, подобряване на работата и стабилността на устройството.

В практическата работа различни фактори като текуща величина, ширина на маршрута, брой виа, свързващи ефекти и т.н., трябва да бъдат обмислени всеобхватно, за да се вземат решения за рационално оформление и маршрутизиране. Следвайте спецификациите на дизайна и най -добрите практики, за да гарантирате контрола и оптимизирането на целостта на мощността. Само по този начин можем да осигурим стабилно и ефективно захранване за електронни устройства, да отговорим на нарастващите изисквания за производителност и да стимулираме развитието и напредъка на електронните технологии.

Shenzhen Anke PCB Co., Ltd