Integralność mocy (PI)

Integralność mocy, zwana PI, polega na potwierdzeniu, czy napięcie i prąd źródła zasilania i miejsca docelowego spełniają wymagania. Integralność mocy pozostaje jednym z największych wyzwań związanych z projektowaniem PCB o szybkiej prędkości.

Poziom integralności mocy obejmuje poziom układów, poziom pakowania chipów, poziom płytki obwodu i poziom systemu. Wśród nich integralność energii na poziomie płyty drukowanej powinna spełniać następujące trzy wymagania:

1. Spraw, by napięcie tętnia na szpilku układu mniejszym niż specyfikacja (na przykład błąd między napięciem a 1 V jest mniejszy niż +/ -50 mV);

2. Reżyserowanie gruntu kontrolnego (znane również jako synchroniczne przełączanie SSN i ​​synchroniczne wyjście przełączające SSO);

3, Zmniejsz zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) i utrzymuj kompatybilność elektromagnetyczną (EMC): Sieć dystrybucji zasilania (PDN) jest największym przewodnikiem na płytce drukowanej, więc jest również najłatwiejszą anteną do przesyłania i odbierania szumu.

Problem integralności mocy

Problem integralności zasilania jest spowodowany głównie nieuzasadnionym projektem kondensatora oddzielenia, poważnym wpływem obwodu, złej segmentacji wielokrotnego zasilania/płaszczyzny uziemienia, nieuzasadnionego projektu formacji i nierównomiernego prądu. Poprzez symulację integralności mocy znaleziono te problemy, a następnie problemy integralności mocy zostały rozwiązane za pomocą następujących metod:

(1) poprzez dostosowanie szerokości linii laminowania PCB i grubości warstwy dielektrycznej w celu spełnienia wymagań charakterystycznej impedancji, dostosowując strukturę laminowania w celu spełnienia zasady krótkiej ścieżki linii sygnałowej, dostosowując segmentację zasilacza/płaszczyzny uziemienia, unikając zjawiska ważnej segmentacji linii sygnału;

(2) przeprowadzono analizę impedancji zasilania dla zasilacza zastosowanego na PCB, a kondensator dodano w celu kontrolowania zasilania poniżej docelowej impedancji;

(3) W części o wysokiej gęstości prądu dostosuj pozycję urządzenia, aby prąd przechodzi szerszą ścieżkę.

Analiza integralności mocy

W analizie integralności mocy główne typy symulacji obejmują analizę kropli napięcia DC, analizę oddzielenia i analizę szumu. Analiza kropli napięcia DC obejmuje analizę złożonych okablowania i kształtów płaszczyzny na PCB i może być użyta do ustalenia, ile napięcia zostanie utracone z powodu oporu miedzi.

Wyświetla wykresy gęstości prądu i temperatury „gorących punktów” w kociołku PI/ termicznym

Analiza oddzielenia zwykle napędza zmiany wartości, rodzaju i liczbę kondensatorów stosowanych w PDN. Dlatego konieczne jest uwzględnienie pasożytniczej indukcyjności i odporności modelu kondensatora.

Rodzaj analizy szumu może się różnić. Mogą one zawierać szum z pinów zasilania IC, które propagują się wokół płytki drukowanej i mogą być kontrolowane przez oddzielenie kondensatorów. Poprzez analizę hałasu można zbadać, w jaki sposób szum jest sprzężony z jednego otworu do drugiego, i możliwe jest przeanalizowanie synchronicznego szumu przełączającego.