ความสมบูรณ์ของพลังงาน (PI)

การรวมพลังที่เรียกว่า PI คือการยืนยันว่าแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าของแหล่งพลังงานและปลายทางเป็นไปตามข้อกำหนดหรือไม่ ความสมบูรณ์ของพลังงานยังคงเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการออกแบบ PCB ความเร็วสูง

ระดับความสมบูรณ์ของพลังงานรวมถึงระดับชิประดับบรรจุภัณฑ์ชิประดับแผงวงจรและระดับระบบ ในหมู่พวกเขาความสมบูรณ์ของพลังงานในระดับแผงวงจรควรเป็นไปตามข้อกำหนดสามประการดังต่อไปนี้:

1. ทำให้แรงดันไฟฟ้าระลอกคลื่นที่พินชิปเล็กกว่าข้อกำหนด (ตัวอย่างเช่นข้อผิดพลาดระหว่างแรงดันไฟฟ้าและ 1V น้อยกว่า +/ -50MV);

2. การควบคุมการตอบสนองภาคพื้นดิน (หรือที่เรียกว่าเสียงสลับแบบซิงโครนัส SSN และ SSO การสลับแบบซิงโครนัส);

3, ลดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) และรักษาความเข้ากันได้ของแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC): เครือข่ายการกระจายพลังงาน (PDN) เป็นตัวนำที่ใหญ่ที่สุดในแผงวงจรดังนั้นจึงเป็นเสาอากาศที่ง่ายที่สุดในการส่งและรับเสียงรบกวน

ปัญหาความสมบูรณ์ของพลังงาน

ปัญหาความสมบูรณ์ของแหล่งจ่ายไฟส่วนใหญ่เกิดจากการออกแบบที่ไม่มีเหตุผลของตัวเก็บประจุ decoupling อิทธิพลที่ร้ายแรงของวงจรการแบ่งส่วนที่ไม่ดีของแหล่งจ่ายไฟ/ระนาบพื้นดินหลายครั้งการออกแบบที่ไม่สมเหตุสมผลของการก่อตัวและกระแสที่ไม่สม่ำเสมอ ผ่านการจำลองความสมบูรณ์ของพลังงานพบปัญหาเหล่านี้จากนั้นปัญหาความสมบูรณ์ของพลังงานได้รับการแก้ไขโดยวิธีการต่อไปนี้:

(1) โดยการปรับความกว้างของเส้นการเคลือบ PCB และความหนาของชั้นอิเล็กทริกเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของความต้านทานลักษณะการปรับโครงสร้างการเคลือบเพื่อให้ตรงกับหลักการของเส้นทางการไหลกลับระยะสั้นของสายสัญญาณปรับการแบ่งส่วนแหล่งจ่ายไฟ/ระนาบกราวด์

(2) การวิเคราะห์ความต้านทานพลังงานได้ดำเนินการสำหรับแหล่งจ่ายไฟที่ใช้กับ PCB และเพิ่มตัวเก็บประจุเพื่อควบคุมแหล่งจ่ายไฟต่ำกว่าความต้านทานเป้าหมาย

(3) ในส่วนที่มีความหนาแน่นกระแสสูงปรับตำแหน่งของอุปกรณ์เพื่อให้กระแสผ่านผ่านเส้นทางที่กว้างขึ้น

การวิเคราะห์ความสมบูรณ์ของพลังงาน

ในการวิเคราะห์ความสมบูรณ์ของพลังงานประเภทการจำลองหลัก ได้แก่ การวิเคราะห์การตกแรงดันไฟฟ้า DC การวิเคราะห์ decoupling และการวิเคราะห์เสียง การวิเคราะห์การลดลงของแรงดันไฟฟ้า DC รวมถึงการวิเคราะห์การเดินสายที่ซับซ้อนและรูปร่างระนาบบน PCB และสามารถใช้เพื่อกำหนดปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่จะสูญหายเนื่องจากความต้านทานของทองแดง

แสดงความหนาแน่นปัจจุบันและกราฟอุณหภูมิของ "จุดร้อน" ในการจำลองร่วม PI/ ความร้อน

การวิเคราะห์ decoupling มักจะขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงในค่าประเภทและจำนวนตัวเก็บประจุที่ใช้ใน PDN ดังนั้นจึงจำเป็นต้องรวมถึงการเหนี่ยวนำของกาฝากและการต่อต้านของโมเดลตัวเก็บประจุ

ประเภทของการวิเคราะห์เสียงรบกวนอาจแตกต่างกันไป พวกเขาอาจรวมถึงเสียงรบกวนจากหมุดพลังงาน IC ที่แพร่กระจายไปทั่วแผงวงจรและสามารถควบคุมได้โดยตัวเก็บประจุ decoupling ผ่านการวิเคราะห์เสียงรบกวนเป็นไปได้ที่จะตรวจสอบว่าเสียงรบกวนจากรูหนึ่งไปยังอีกช่องหนึ่งและเป็นไปได้ที่จะวิเคราะห์เสียงการสลับแบบซิงโครนัส