یکپارچگی توان (PI)

یکپارچگی توان، که به آن PI گفته می شود، برای تأیید این است که آیا ولتاژ و جریان منبع و مقصد برق با الزامات مطابقت دارند یا خیر. یکپارچگی نیرو یکی از بزرگترین چالش ها در طراحی PCB با سرعت بالا است.

سطح یکپارچگی توان شامل سطح تراشه، سطح بسته بندی تراشه، سطح برد مدار و سطح سیستم است. در میان آنها، یکپارچگی توان در سطح برد مدار باید سه الزام زیر را برآورده کند:

1. ریپل ولتاژ را در پین تراشه کوچکتر از مشخصات مشخص کنید (به عنوان مثال، خطای بین ولتاژ و 1 ولت کمتر از +/ -50mv است).

2. کنترل مجدد زمین (همچنین به عنوان نویز سوئیچینگ سنکرون SSN و خروجی سوئیچینگ سنکرون SSO نیز شناخته می شود).

3، کاهش تداخل الکترومغناطیسی (EMI) و حفظ سازگاری الکترومغناطیسی (EMC): شبکه توزیع برق (PDN) بزرگترین هادی روی برد مدار است، بنابراین ساده ترین آنتن برای انتقال و دریافت نویز نیز می باشد.

مشکل یکپارچگی برق

مشکل یکپارچگی منبع تغذیه عمدتاً ناشی از طراحی غیر منطقی خازن جداکننده، تأثیر جدی مدار، تقسیم بندی بد منبع تغذیه / صفحه زمین، طراحی نامعقول شکل گیری و جریان ناهموار است. از طریق شبیه سازی یکپارچگی توان، این مشکلات پیدا شد و سپس مشکلات یکپارچگی توان با روش های زیر حل شد:

(1) با تنظیم عرض خط لایه لایه مدار چاپی و ضخامت لایه دی الکتریک برای برآورده کردن الزامات امپدانس مشخصه، تنظیم ساختار لمینیت برای مطابقت با اصل مسیر جریان برگشتی کوتاه خط سیگنال، تنظیم تقسیم بندی صفحه تغذیه/زمین، اجتناب از پدیده تقسیم بندی دهانه خط سیگنال مهم؛

(2) تجزیه و تحلیل امپدانس توان برای منبع تغذیه مورد استفاده در PCB انجام شد و خازن برای کنترل منبع تغذیه زیر امپدانس هدف اضافه شد.

(3) در قسمت با چگالی جریان بالا، موقعیت دستگاه را تنظیم کنید تا جریان از مسیر وسیع تری عبور کند.

تجزیه و تحلیل یکپارچگی قدرت

در تجزیه و تحلیل یکپارچگی توان، انواع اصلی شبیه سازی شامل تجزیه و تحلیل افت ولتاژ dc، تجزیه و تحلیل جداسازی و تحلیل نویز است. تجزیه و تحلیل افت ولتاژ Dc شامل تجزیه و تحلیل سیم کشی های پیچیده و اشکال صفحه روی PCB است و می تواند برای تعیین میزان ولتاژ به دلیل مقاومت مس از بین برود.

نمودارهای چگالی و دمایی جریان "نقاط داغ" را در شبیه‌سازی PI/ حرارتی نشان می‌دهد.

تجزیه و تحلیل جداسازی معمولاً تغییراتی را در مقدار، نوع و تعداد خازن های مورد استفاده در PDN ایجاد می کند. بنابراین لازم است که اندوکتانس انگلی و مقاومت مدل خازن در نظر گرفته شود.

نوع آنالیز نویز ممکن است متفاوت باشد. آنها می توانند شامل نویز از پایه های برق آی سی باشند که در اطراف برد مدار منتشر می شوند و می توانند با جدا کردن خازن ها کنترل شوند. از طریق تجزیه و تحلیل نویز، می توان بررسی کرد که چگونه نویز از یک سوراخ به سوراخ دیگر کوپل می شود و می توان نویز سوئیچینگ سنکرون را تحلیل کرد.