Power Integrity (PI)

Moč integralnost, imenovana PI, je potrditi, ali napetost in tok vira napajanja in cilj ustrezata zahtevam. Power Integrity ostaja eden največjih izzivov pri oblikovanju hitrega PCB.

Raven celovitosti moči vključuje raven čipov, raven embalaže čipov, raven vezja in raven sistemske ravni. Med njimi bi morala integriteta moči na ravni vezja izpolnjevati naslednje tri zahteve:

1. Naredite napetost na čipnem zatiču, manjši od specifikacije (na primer napaka med napetostjo in 1V je manjša od +/ -50mV);

2. Odbitek krmiljenja (znan tudi kot sinhrono stikalno hrup SSN in sinhrono stikalno izhodno izhodno SSO);

3, zmanjšajte elektromagnetne motnje (EMI) in vzdržujte elektromagnetno združljivost (EMC): Mreža za distribucijo električne energije (PDN) je največji prevodnik na vezju, zato je tudi najlažja antena za prenos in prejemanje hrupa.

Problem integritete moči

Težava z integriteto napajanja povzroča predvsem nerazumna zasnova ločevanja kondenzatorja, resen vpliv vezja, slaba segmentacija več napajalne/ozemljitvene ravnine, nerazumna zasnova tvorbe in neenakomerni tok. S simulacijo integritete moči so bile te težave ugotovljene, nato pa so bile težave z integriteto moči rešene z naslednjimi metodami:

(1) s prilagajanjem širine linije laminacije PCB in debelino dielektrične plasti, da ustreza zahtevam značilne impedance, prilagodi strukturo laminacije tako, da ustreza načelu kratkega povratnega pretoka signalne črte, prilagaja segmentacije napajanja/ozemljitvene ravnine, pri čemer se izognete pojavu pomembne segmentacije signalne črte;

(2) je bila izvedena analiza impedance za napajanje, ki se uporablja na PCB, in kondenzator je bil dodan za nadzor napajanja pod ciljno impedanco;

(3) V delu z visoko tokovno gostoto prilagodite položaj naprave, da bo tok prešel skozi širšo pot.

Analiza integritete moči

V analizi moči integritete glavne vrste simulacije vključujejo analizo padca napetosti DC, analizo ločevanja in analizo hrupa. Analiza padca napetosti DC vključuje analizo kompleksne ožičenja in ravninskih oblik na PCB in jo je mogoče uporabiti za določitev, koliko napetosti se bo izgubilo zaradi upora bakra.

Prikaže tokovno gostoto in temperaturne grafe "vročih točk" v PI/ termični ko-simulaciji

Analiza ločevanja običajno poganja spremembe vrednosti, vrste in števila kondenzatorjev, ki se uporabljajo v PDN. Zato je treba vključiti parazitsko induktivnost in odpornost kondenzatorskega modela.

Vrsta analize hrupa se lahko razlikuje. Vključujejo lahko hrup iz napajalnih zatičev IC, ki se širijo okoli vezje in jih lahko nadzirajo z ločevalnimi kondenzatorji. Z analizo hrupa je mogoče raziskati, kako je hrup povezan iz ene luknje v drugo, in mogoče je analizirati sinhroni preklopni hrup.