Post:info@anke-pcb.com
Whatapp/wechat: 008618589033832
Skype: Sannyduanbsp
Tre aspekter för att säkra kraftintegritet iPCB -design
I modern elektronisk design är kraftintegritet en oumbärlig del av PCB -design. För att säkerställa stabila drift och prestanda för elektroniska enheter måste vi överväga och designa omfattande från strömkällan till mottagaren.
Genom att noggrant utforma och optimera kraftmoduler, inre skiktplan och kraftförsörjningschips kan vi verkligen uppnå kraftintegritet. Den här artikeln kommer att fördjupa sig i dessa tre viktiga aspekter för att ge praktisk vägledning och strategier för PCB -designers.
I. Kraftmodullayout ledningar
Kraftmodulen är energikällan för alla elektroniska enheter, dess prestanda och layout påverkar direkt stabiliteten och effektiviteten i hela systemet. Rätt layout och routing kan inte bara minska brusinterferensen utan också säkerställa ett smidigt strömflöde och därmed förbättra den totala prestandan.
2. Power Module Layout
1. Källbehandling:
Kraftmodulen bör ägnas särskild uppmärksamhet eftersom den fungerar som utgångspunkten för kraften. För att minska brusintroduktionen bör miljön runt kraftmodulen hållas så ren som möjligt för att undvika anställning till andrahögfrekvenseller bruskänsliga komponenter.
2. SLOSA TILL Strömförsörjningschipet:
Kraftmodulen ska placeras så nära det kraftförsörjande chipet som möjligt. Detta kan minska förlusterna i den nuvarande överföringsprocessen och minska områdeskraven i det inre skiktplanet.
3. Vet av bedömning av dissipning:
Kraftmodulen kan generera värme under drift, så det bör säkerställas att det inte finns några hinder över den för värmeavledning. Vid behov kan kylflänsar eller fläktar läggas till för kylning.
4. Avloppslingor:
Undvik att bilda nuvarande slingor för att minska möjligheten till elektromagnetisk störning.
Ii. Inre skiktplandesignplanering
A. Lagerstackdesign
In PCB EMC -design, Layer Stack Design är ett viktigt element som måste överväga routing och kraftfördelning.
a. För att säkerställa lågimpedansegenskaper för kraftplanet och absorbera markbruskoppling, bör avståndet mellan kraft och markplan inte överstiga 10 mil, vanligtvis rekommenderas att vara mindre än 5 mil.
b. Om ett enda kraftplan inte kan implementeras kan ett ytskikt användas för att lägga ut kraftplanet. Den nära intilliggande kraft- och markplanen bildar en plankondensator med minimal AC-impedans och utmärkta högfrekventa egenskaper.
c. Undvik angränsande två kraftlager, särskilt med stora spänningsskillnader, för att förhindra bruskoppling. Om det är oundvikligt, öka avståndet mellan de två kraftlagren så mycket som möjligt.
d. Referensplan, särskilt kraftreferensplan, bör upprätthålla lågimpedansegenskaper och kan optimeras genom förbikopplingskondensatorer och skiktjusteringar.
B.Multiple Power Segmentering
a. För specifika kraftkällor med små räckviddar, såsom kärnbearbetningsspänningen för ett visst IC-chip, bör koppar läggas på signalskiktet för att säkerställa kraftplanets integritet, men undvik att lägga kraft koppar på ytskiktet för att minska brusstrålningen.
b. Valet av segmenteringsbredd bör vara lämpligt. När spänningen är större än 12V kan bredden vara 20-30mil; Annars väljer du 12-20 mil. Segmenteringsbredden mellan analoga och digitala kraftkällor måste ökas för att förhindra att digital kraft stör den analog kraften.
c. Enkla kraftnätverk bör slutföras i routingskiktet och längre effektnätverk bör ha filterkondensatorer tillagda.
d. Det segmenterade kraftplanet bör hållas regelbundet för att undvika oregelbundna former som orsakar resonans och ökad kraftimpedans. Långa och smala remsor och hantelformade uppdelningar är inte tillåtna.
c.planfiltrering
a. Kraftplanet ska vara nära kopplat till markplanet.
b. För chips med driftsfrekvenser som överstiger 500 MHz, förlitar sig främst på plankondensatorfiltrering och använd en kombination av kondensatorfiltrering. Filtreringseffekten måste bekräftas genom simulering av kraftintegritet.
c. Installera induktorer för avkopplingskondensatorer på kontrollplanet, såsom breddande kondensatorledningar och öka kondensatorvierna, för att säkerställa att kraftmarkimpedansen är lägre än målimpedansen.
Iii. Ledningar för kraftchiplayout
Kraftchipet är kärnan i elektroniska enheter och att säkerställa att dess kraftintegritet är avgörande för att förbättra enhetens prestanda och stabilitet. Kontrollkontroll för kraftchips innebär huvudsakligen routinghantering av chipkraftstift och korrekt layout och ledningar av avkopplingskondensatorer. Följande kommer att beskriva överväganden och praktiska råd om dessa aspekter.
A.Chip Power Pin Routing
Routing av chipkraftstift är en avgörande del av kraftintegritetskontrollen. För att tillhandahålla en stabil strömtillförsel rekommenderas det att tjockna dirigering av kraftstift, vanligtvis till samma bredd som spånstiften. Vanligtvisminimibreddbör inte vara mindre än 8 mil, men för bättre resultat, försök att uppnå en bredd på 10 mil. Genom att öka routingbredden kan impedansen minskas, vilket minskar kraftbruset och säkerställer tillräcklig strömförsörjning till chipet.
B.Layout och routing av avkopplingskondensatorer
Avkopplingskondensatorer spelar en viktig roll i kraftintegritetskontroll för kraftchips. Beroende på kondensatorns egenskaper och applikationskrav är avkopplingskondensatorer vanligtvis uppdelade i stora och små kondensatorer.
a. Stora kondensatorer: Stora kondensatorer är vanligtvis jämnt fördelade runt chipet. På grund av deras lägre resonansfrekvens och större filtreringsradie kan de effektivt filtrera bort lågfrekventa brus och ge stabil strömförsörjning.
b. Små kondensatorer: Små kondensatorer har en högre resonansfrekvens och mindre filtreringsradie, så de bör placeras så nära chipstiften som möjligt. Att placera dem för långt bort kanske inte effektivt filtrera bort högfrekvensbrus och förlora avkopplingseffekten. Korrekt layout säkerställer att effektiviteten hos små kondensatorer vid filtrering av högfrekvensbrus används fullt ut.
C. Wiring -metod för parallell avkopplingskondensatorer
För att ytterligare förbättra kraftintegriteten är flera frikopplingskondensatorer ofta anslutna parallellt. Huvudsyftet med denna praxis är att minska den ekvivalenta serieninduktansen (ESL) för enskilda kondensatorer genom parallell anslutning.
Vid parallell med flera frikopplingskondensatorer bör uppmärksamhet ägnas åt placeringen av vias för kondensatorer. En vanlig praxis är att kompensera kraften och markens vias. Huvudsyftet med detta är att minska den ömsesidiga induktansen mellan frikopplingskondensatorer. Se till att den ömsesidiga induktansen är mycket mindre än ESL för en enda kondensator, så att den totala ESL -impedansen efter parallell med flera frikopplingskondensatorer är 1/N. Genom att minska ömsesidig induktans kan filtreringseffektiviteten effektivt förbättras, vilket säkerställer förbättrad effektstabilitet.
Layoutoch routing av kraftmoduler, inre skiktplandesignplanering och korrekt hantering av kraftchiplayout och ledningar är nödvändiga i elektronisk enhetsdesign. Genom korrekt layout och routing kan vi säkerställa stabiliteten och effektiviteten i kraftmoduler, minska brusinterferensen och förbättra den totala prestandan. Skiktstackdesign och multipel kraftsegmentering optimerar ytterligare egenskaperna hos kraftplan, vilket minskar kraftbrusstörningen. Korrekt hantering av kraftchiplayout och ledningar och avkopplingskondensatorer är avgörande för kraftintegritetskontroll, vilket säkerställer en stabil strömförsörjning och effektiv brusfiltrering, förbättring av enhetens prestanda och stabilitet.
I praktiskt arbete måste olika faktorer som nuvarande storlek, routingbredd, antal vias, kopplingseffekter etc. övervägas att fatta rationella layout- och routingbeslut. Följ designspecifikationer och bästa metoder för att säkerställa kontroll och optimering av kraftintegritet. Först på detta sätt kan vi tillhandahålla stabil och effektiv strömförsörjning för elektroniska enheter, uppfylla de ökande prestandakraven och driva utvecklingen och framstegen inom elektronisk teknik.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
Posttid: Mar-25-2024
