سلامة الطاقة (PI)

تكامل الطاقة، المشار إليه بـ PI، هو تأكيد ما إذا كان الجهد والتيار لمصدر الطاقة والوجهة يفي بالمتطلبات. تظل سلامة الطاقة أحد أكبر التحديات في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي السرعة.

يتضمن مستوى سلامة الطاقة مستوى الشريحة ومستوى تعبئة الشريحة ومستوى لوحة الدائرة ومستوى النظام. من بينها، يجب أن تلبي سلامة الطاقة على مستوى لوحة الدائرة المتطلبات الثلاثة التالية:

1. اجعل تموج الجهد عند دبوس الشريحة أصغر من المواصفات (على سبيل المثال، الخطأ بين الجهد و1 فولت أقل من +/ -50 مللي فولت)؛

2. التحكم في الارتداد الأرضي (المعروف أيضًا باسم ضوضاء التبديل المتزامن SSN وخرج التبديل المتزامن SSO) ؛

3، تقليل التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) والحفاظ على التوافق الكهرومغناطيسي (EMC): شبكة توزيع الطاقة (PDN) هي أكبر موصل على لوحة الدائرة، لذلك فهي أيضًا أسهل هوائي لنقل واستقبال الضوضاء.

مشكلة سلامة الطاقة

ترجع مشكلة سلامة مصدر الطاقة بشكل أساسي إلى التصميم غير المعقول لمكثف الفصل، والتأثير الخطير للدائرة، والتجزئة السيئة لإمدادات الطاقة المتعددة/المستوى الأرضي، والتصميم غير المعقول للتكوين والتيار غير المتساوي. ومن خلال محاكاة سلامة الطاقة تم العثور على هذه المشاكل ومن ثم تم حل مشاكل سلامة الطاقة بالطرق التالية:

(1) عن طريق ضبط عرض خط تصفيح ثنائي الفينيل متعدد الكلور وسمك الطبقة العازلة لتلبية متطلبات المعاوقة المميزة، وضبط هيكل التصفيح للوفاء بمبدأ مسار التدفق العكسي القصير لخط الإشارة، وضبط تجزئة مصدر الطاقة/المستوى الأرضي، وتجنب ظاهرة تجزئة خط الإشارة المهمة؛

(2) تم إجراء تحليل مقاومة الطاقة لمصدر الطاقة المستخدم في PCB، وتم إضافة مكثف للتحكم في مصدر الطاقة تحت المعاوقة المستهدفة؛

(3) في الجزء ذي الكثافة الحالية العالية، اضبط موضع الجهاز لجعل التيار يمر عبر مسار أوسع.

تحليل سلامة الطاقة

في تحليل سلامة الطاقة، تشمل أنواع المحاكاة الرئيسية تحليل انخفاض جهد التيار المستمر، وتحليل الفصل، وتحليل الضوضاء. يتضمن تحليل انخفاض جهد التيار المستمر تحليل الأسلاك المعقدة والأشكال المستوية على PCB ويمكن استخدامه لتحديد مقدار الجهد المفقود بسبب مقاومة النحاس.

يعرض الرسوم البيانية للكثافة الحالية ودرجة الحرارة لـ "النقاط الساخنة" في المحاكاة المشتركة PI/الحرارية

عادةً ما يؤدي تحليل الفصل إلى إحداث تغييرات في قيمة ونوع وعدد المكثفات المستخدمة في PDN. ولذلك، فمن الضروري أن تشمل الحث الطفيلي والمقاومة لنموذج مكثف.

قد يختلف نوع تحليل الضوضاء. يمكن أن تتضمن ضوضاء صادرة عن دبابيس طاقة IC التي تنتشر حول لوحة الدائرة ويمكن التحكم فيها عن طريق فصل المكثفات. من خلال تحليل الضوضاء، من الممكن التحقق من كيفية اقتران الضوضاء من ثقب إلى آخر، ومن الممكن تحليل ضوضاء التبديل المتزامن.