Integritet napajanja (PI)

Integralitet napajanja, koji se naziva PI, je da potvrdi da li napon i struja izvora napajanja i odredišta ispunjavaju zahtjeve. Integritet napajanja ostaje jedan od najvećih izazova u dizajnu PCB-a velike brzine.

Nivo integriteta napajanja uključuje nivo čipa, nivo pakovanja čipa, nivo štampane ploče i nivo sistema. Među njima, integritet napajanja na nivou štampane ploče treba da zadovolji sljedeća tri zahtjeva:

1. Učinite mreškanje napona na pinu čipa manjim od specifikacije (na primjer, greška između napona i 1V je manja od +/-50mv);

2. Kontrolni odboj uzemljenja (također poznat kao sinhroni prekidački šum SSN i ​​sinhroni prekidački izlaz SSO);

3, smanjite elektromagnetne smetnje (EMI) i održite elektromagnetnu kompatibilnost (EMC): mreža za distribuciju energije (PDN) je najveći provodnik na ploči, tako da je ujedno i najlakša antena za prijenos i primanje šuma.

Problem integriteta napajanja

Problem integriteta napajanja uglavnom je uzrokovan nerazumnim dizajnom kondenzatora za razdvajanje, ozbiljnim uticajem kola, lošom segmentacijom višestrukog napajanja/zemlje, nerazumnim dizajnom formiranja i neujednačenom strujom. Simulacijom energetskog integriteta pronađeni su ovi problemi, a zatim su problemi integriteta snage riješeni sljedećim metodama:

(1) podešavanjem širine laminacijske linije PCB-a i debljine dielektričnog sloja kako bi se zadovoljili zahtjevi karakteristične impedanse, podešavanjem strukture laminacije kako bi zadovoljila princip kratkog povratnog toka signalne linije, podešavanjem segmentacije napajanja/zemlje, izbjegavanje fenomena važne segmentacije raspona signalnih linija;

(2) izvršena je analiza impedanse napajanja za napajanje korišteno na PCB-u, a kondenzator je dodat za kontrolu napajanja ispod ciljne impedanse;

(3) u dijelu sa velikom gustinom struje, podesite položaj uređaja kako bi struja prošla kroz širi put.

Analiza integriteta napajanja

U analizi integriteta napajanja, glavni tipovi simulacija uključuju analizu pada napona istosmjerne struje, analizu razdvajanja i analizu buke. Analiza pada napona jednosmjernog toka uključuje analizu složenih ožičenja i ravnih oblika na PCB-u i može se koristiti za određivanje koliko će napona biti izgubljeno zbog otpora bakra.

Prikazuje gustinu struje i grafikone temperature “vrućih tačaka” u PI/termalnoj kosimulaciji

Analiza razdvajanja obično pokreće promjene u vrijednosti, vrsti i broju kondenzatora koji se koriste u PDN-u. Stoga je potrebno uključiti parazitnu induktivnost i otpor modela kondenzatora.

Vrsta analize buke može varirati. Oni mogu uključivati ​​šum iz IC napojnih pinova koji se šire oko ploče i mogu se kontrolirati kondenzatorima za razdvajanje. Kroz analizu buke moguće je istražiti kako je šum spojen od jedne rupe do druge, a moguće je analizirati i sinhroni šum prebacivanja.