Integrita napájania (PI)

Integrita napájania, označovaná ako PI, má potvrdiť, či napätie a prúd zdroja energie a miesta určenia spĺňajú požiadavky. Integrita napájania zostáva jednou z najväčších výziev pri návrhu vysokorýchlostných dosiek plošných spojov.

Úroveň integrity napájania zahŕňa úroveň čipu, úroveň balenia čipu, úroveň dosky plošných spojov a úroveň systému. Spomedzi nich by integrita napájania na úrovni dosky plošných spojov mala spĺňať tieto tri požiadavky:

1. Urobte zvlnenie napätia na kolíku čipu menšie ako špecifikácia (napríklad chyba medzi napätím a 1V je menšia ako +/-50 mv);

2. Riadenie odrazu zeme (tiež známe ako synchrónny spínací šum SSN a synchrónny spínací výstup SSO);

3, znižuje elektromagnetické rušenie (EMI) a zachováva elektromagnetickú kompatibilitu (EMC): sieť distribúcie energie (PDN) je najväčším vodičom na doske plošných spojov, takže je to tiež najjednoduchšia anténa na vysielanie a prijímanie šumu.

Problém integrity napájania

Problém integrity napájacieho zdroja je spôsobený hlavne nerozumnou konštrukciou oddeľovacieho kondenzátora, vážnym vplyvom obvodu, zlou segmentáciou viacnásobného napájania/uzemňovacej roviny, nerozumným návrhom formácie a nerovnomerným prúdom. Pomocou simulácie integrity napájania boli tieto problémy nájdené a potom boli problémy s integritou napájania vyriešené nasledujúcimi metódami:

(1) úpravou šírky laminovacej linky PCB a hrúbky dielektrickej vrstvy tak, aby spĺňali požiadavky charakteristickej impedancie, úpravou štruktúry laminácie tak, aby vyhovovala princípu krátkej dráhy spätného toku signálovej linky, úpravou segmentácie napájacieho zdroja / základnej roviny, vyhýbanie sa fenoménu dôležitej segmentácie signálového vedenia;

(2) bola vykonaná analýza impedancie napájania pre napájací zdroj použitý na doske plošných spojov a bol pridaný kondenzátor na riadenie napájacieho zdroja pod cieľovú impedanciu;

(3) v časti s vysokou hustotou prúdu upravte polohu zariadenia tak, aby prúd prechádzal širšou cestou.

Analýza integrity napájania

Pri analýze integrity napájania patria medzi hlavné typy simulácií analýza poklesu jednosmerného napätia, analýza oddelenia a analýza šumu. Analýza poklesu jednosmerného napätia zahŕňa analýzu zložitého zapojenia a rovinných tvarov na doske plošných spojov a môže sa použiť na určenie toho, koľko napätia sa stratí v dôsledku odporu medi.

Zobrazuje grafy aktuálnej hustoty a teploty „horúcich miest“ v PI/tepelnej kosimulácii

Analýza oddelenia zvyčajne riadi zmeny v hodnote, type a počte kondenzátorov použitých v PDN. Preto je potrebné zahrnúť parazitnú indukčnosť a odpor modelu kondenzátora.

Typ analýzy hluku sa môže líšiť. Môžu zahŕňať šum z napájacích kolíkov integrovaného obvodu, ktorý sa šíri okolo dosky plošných spojov a možno ho ovládať oddeľovacími kondenzátormi. Prostredníctvom analýzy šumu je možné skúmať, ako je hluk spojený z jednej diery do druhej, a je možné analyzovať šum synchrónneho spínania.