Integralność zasilania (PI)

Integralność mocy, określana jako PI, ma na celu potwierdzenie, czy napięcie i prąd źródła zasilania i miejsca docelowego spełniają wymagania. Integralność zasilania pozostaje jednym z największych wyzwań w projektowaniu szybkich płytek PCB.

Poziom integralności zasilania obejmuje poziom chipa, poziom opakowania chipa, poziom płytki drukowanej i poziom systemu. Wśród nich integralność mocy na poziomie płytki drukowanej powinna spełniać następujące trzy wymagania:

1. Spraw, aby tętnienie napięcia na pinie chipa było mniejsze niż podano w specyfikacji (na przykład błąd między napięciem a 1 V jest mniejszy niż +/-50 mv);

2. Sterowanie odbiciem masy (znane również jako synchroniczny szum przełączający SSN i ​​synchroniczne wyjście przełączające SSO);

3, zmniejszyć zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) i zachować kompatybilność elektromagnetyczną (EMC): sieć dystrybucji energii (PDN) to największy przewodnik na płytce drukowanej, więc jest to również antena najłatwiejsza do przesyłania i odbierania szumów.

Problem z integralnością zasilania

Problem z integralnością zasilania jest spowodowany głównie nierozsądną konstrukcją kondensatora odsprzęgającego, poważnym wpływem obwodu, złą segmentacją wielu płaszczyzn zasilania/uziemienia, nierozsądnym projektem formacji i nierównym prądem. Poprzez symulację integralności mocy znaleziono te problemy, a następnie problemy integralności mocy rozwiązano następującymi metodami:

(1) dostosowując szerokość linii laminacji PCB i grubość warstwy dielektrycznej, aby spełnić wymagania impedancji charakterystycznej, dopasowując strukturę laminacji do zasady krótkiej drogi przepływu zwrotnego linii sygnałowej, dostosowując segmentację płaszczyzny zasilania/masy, uniknięcie zjawiska istotnej segmentacji rozpiętości linii sygnałowej;

(2) przeprowadzono analizę impedancji zasilania zasilacza zastosowanego na płytce drukowanej i dodano kondensator w celu kontrolowania zasilania poniżej impedancji docelowej;

(3) w części o dużej gęstości prądu dostosuj położenie urządzenia, aby prąd przepływał szerszą ścieżką.

Analiza integralności mocy

W analizie integralności mocy główne typy symulacji obejmują analizę spadku napięcia prądu stałego, analizę odsprzęgania i analizę szumu. Analiza spadku napięcia prądu stałego obejmuje analizę złożonego okablowania i płaskich kształtów na płytce drukowanej i może być wykorzystana do określenia, ile napięcia zostanie utracone z powodu rezystancji miedzi.

Wyświetla wykresy gęstości prądu i temperatury „gorących punktów” w kosymulacji PI/termicznej

Analiza odsprzęgania zazwyczaj wpływa na zmianę wartości, typu i liczby kondensatorów stosowanych w PDN. Dlatego konieczne jest uwzględnienie pasożytniczej indukcyjności i rezystancji modelu kondensatora.

Rodzaj analizy hałasu może się różnić. Mogą obejmować szum z pinów zasilania układu scalonego, który rozprzestrzenia się wokół płytki drukowanej i może być kontrolowany przez kondensatory odsprzęgające. Dzięki analizie szumu możliwe jest zbadanie, w jaki sposób szum jest przekazywany z jednego otworu do drugiego, a także możliwa jest analiza synchronicznego szumu przełączania.