Intégrité de puissance (PI)

L'intégrité de l'alimentation, appelée PI, consiste à confirmer si la tension et le courant de la source d'alimentation et de la destination répondent aux exigences. L'intégrité de l'alimentation reste l'un des plus grands défis de la conception de circuits imprimés à grande vitesse.

Le niveau d'intégrité de l'alimentation comprend le niveau de la puce, le niveau de conditionnement de la puce, le niveau de la carte de circuit imprimé et le niveau du système. Parmi eux, l'intégrité de l'alimentation au niveau du circuit imprimé doit répondre aux trois exigences suivantes :

1. Réduisez l'ondulation de tension au niveau de la broche de la puce par rapport aux spécifications (par exemple, l'erreur entre la tension et 1 V est inférieure à +/-50 mv) ;

2. Contrôler le rebond au sol (également connu sous le nom de bruit de commutation synchrone SSN et sortie de commutation synchrone SSO) ;

3, réduire les interférences électromagnétiques (EMI) et maintenir la compatibilité électromagnétique (EMC) : le réseau de distribution d'énergie (PDN) est le plus grand conducteur du circuit imprimé, c'est donc également l'antenne la plus simple pour transmettre et recevoir du bruit.

Problème d'intégrité de l'alimentation

Le problème d'intégrité de l'alimentation est principalement causé par la conception déraisonnable du condensateur de découplage, l'influence sérieuse du circuit, la mauvaise segmentation de plusieurs plans d'alimentation/masse, la conception déraisonnable de la formation et le courant inégal. Grâce à la simulation de l'intégrité de l'alimentation, ces problèmes ont été détectés, puis les problèmes d'intégrité de l'alimentation ont été résolus par les méthodes suivantes :

(1) en ajustant la largeur de la ligne de stratification de PCB et l'épaisseur de la couche diélectrique pour répondre aux exigences d'impédance caractéristique, en ajustant la structure de stratification pour répondre au principe du chemin de reflux court de la ligne de signal, en ajustant la segmentation de l'alimentation/du plan de masse, éviter le phénomène de segmentation importante de la durée de la ligne de signal ;

(2) une analyse de l'impédance de puissance a été effectuée pour l'alimentation utilisée sur le PCB, et le condensateur a été ajouté pour contrôler l'alimentation en dessous de l'impédance cible ;

(3) dans la partie à haute densité de courant, ajustez la position de l'appareil pour faire passer le courant sur un chemin plus large.

Analyse de l'intégrité de l'alimentation

Dans l'analyse de l'intégrité de l'alimentation, les principaux types de simulation incluent l'analyse des chutes de tension continue, l'analyse du découplage et l'analyse du bruit. L'analyse des chutes de tension continue comprend l'analyse du câblage complexe et des formes planes sur le PCB et peut être utilisée pour déterminer la quantité de tension qui sera perdue en raison de la résistance du cuivre.

Affiche des graphiques de densité de courant et de température des « points chauds » dans la co-simulation PI/thermique

L'analyse de découplage entraîne généralement des modifications dans la valeur, le type et le nombre de condensateurs utilisés dans le PDN. Par conséquent, il est nécessaire d’inclure l’inductance et la résistance parasites du modèle de condensateur.

Le type d'analyse du bruit peut varier. Ils peuvent inclure du bruit provenant des broches d'alimentation du circuit intégré qui se propagent autour du circuit imprimé et peuvent être contrôlés par des condensateurs de découplage. Grâce à l'analyse du bruit, il est possible d'étudier comment le bruit est couplé d'un trou à un autre, et il est possible d'analyser le bruit de commutation synchrone.