Integritet napajanja (PI)

Integralnost napajanja, koja se naziva PI, služi za potvrdu zadovoljavaju li napon i struja izvora napajanja i odredišta zahtjeve. Integritet napajanja ostaje jedan od najvećih izazova u dizajnu PCB-a velike brzine.

Razina integriteta napajanja uključuje razinu čipa, razinu pakiranja čipa, razinu tiskanih ploča i razinu sustava. Među njima, integritet napajanja na razini tiskane ploče treba zadovoljiti sljedeća tri zahtjeva:

1. Neka valovitost napona na pinu čipa bude manja od specifikacije (na primjer, pogreška između napona i 1V je manja od +/-50mv);

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

3, smanjiti elektromagnetske smetnje (EMI) i održati elektromagnetsku kompatibilnost (EMC): mreža za distribuciju električne energije (PDN) je najveći vodič na ploči, tako da je također najlakša antena za prijenos i primanje buke.

Problem s integritetom napajanja

Problem cjelovitosti napajanja uglavnom je uzrokovan nerazumnim dizajnom kondenzatora za odvajanje, ozbiljnim utjecajem strujnog kruga, lošom segmentacijom višestruke ravnine napajanja/uzemljenja, nerazumnim dizajnom formacije i nejednakom strujom. Kroz simulaciju integriteta napajanja, ovi problemi su pronađeni, a zatim su problemi integriteta napajanja riješeni sljedećim metodama:

(1) prilagođavanjem širine linije laminiranja PCB-a i debljine dielektričnog sloja kako bi se zadovoljili zahtjevi karakteristične impedancije, prilagođavanjem strukture laminiranja kako bi se zadovoljio princip kratkog povratnog puta signalne linije, prilagođavanjem segmentacije napajanja/uzemljenja, izbjegavanje fenomena važne segmentacije raspona signalne linije;

(2) analiza impedancije snage provedena je za napajanje korišteno na PCB-u, a kondenzator je dodan za kontrolu napajanja ispod ciljane impedancije;

(3) u dijelu s visokom gustoćom struje prilagodite položaj uređaja kako bi struja prolazila širim putem.

Analiza integriteta napajanja

U analizi integriteta napajanja, glavne vrste simulacije uključuju analizu pada istosmjernog napona, analizu odvajanja i analizu šuma. Analiza pada istosmjernog napona uključuje analizu složenog ožičenja i ravnih oblika na tiskanoj ploči i može se koristiti za određivanje količine napona koja će se izgubiti zbog otpora bakra.

Prikazuje grafikone gustoće struje i temperature "vrućih točaka" u PI/termalnoj kosimulaciji

Analiza odvajanja obično pokreće promjene u vrijednosti, vrsti i broju kondenzatora koji se koriste u PDN-u. Stoga je potrebno uključiti parazitni induktivitet i otpor modela kondenzatora.

Vrsta analize buke može varirati. Oni mogu uključivati ​​šum iz pinova za napajanje IC-a koji se širi oko tiskane ploče i može se kontrolirati odvajanjem kondenzatora. Analizom buke moguće je istražiti kako se buka prenosi iz jedne rupe u drugu, a moguće je analizirati i sinkroni komutacijski šum.