Güç Bütünlüğü (PI)
PI olarak adlandırılan güç bütünlüğü, güç kaynağı ve hedefin voltajının ve akımının gereksinimleri karşılayıp karşılamadığını doğrulamaktır. Güç bütünlüğü, yüksek hızlı PCB tasarımındaki en büyük zorluklardan biri olmaya devam etmektedir.
Güç bütünlüğü seviyesi çip seviyesi, çip ambalaj seviyesi, devre kartı seviyesi ve sistem seviyesini içerir. Bunlar arasında, devre kartı seviyesindeki güç bütünlüğü aşağıdaki üç gereksinimi karşılamalıdır:
1. Çip pimindeki voltaj dalgalanmasını spesifikasyondan daha küçük hale getirin (örneğin, voltaj ve 1V arasındaki hata +/ -50mv'den azdır);
2. Kontrol zemin geri tepmesi (senkron anahtarlama gürültüsü SSN ve senkron anahtarlama çıkışı SSO olarak da bilinir);
3, elektromanyetik paraziti (EMI) azaltın ve elektromanyetik uyumluluğu (EMC) koruyun: Güç dağıtım ağı (PDN) devre kartındaki en büyük iletkendir, bu nedenle gürültü ileten ve almak için en kolay antendir.
Güç bütünlüğü sorunu
Güç kaynağı bütünlüğü problemi esas olarak ayrıştırma kapasitörünün mantıksız tasarımı, devrenin ciddi etkisi, çoklu güç kaynağı/yer düzleminin kötü segmentasyonu, mantıksız oluşum tasarımı ve eşit olmayan akımın neden olduğu. Güç bütünlüğü simülasyonu yoluyla bu problemler bulundu ve daha sonra güç bütünlüğü problemleri aşağıdaki yöntemlerle çözüldü:
(1) PCB laminasyon hattının genişliğini ve karakteristik empedansın gereksinimlerini karşılamak için dielektrik tabakanın kalınlığını ayarlayarak, laminasyon yapısını sinyal çizgisinin kısa geri akış yolu prensibini karşılamak için ayarlayarak, güç kaynağı/yer düzlemi segmentasyonunu ayarlayarak, önemli sinyal çizgisi segmentasyonu fenomeninden kaçınarak;
(2) PCB'de kullanılan güç kaynağı için güç empedans analizi yapılmıştır ve hedef empedansın altındaki güç kaynağını kontrol etmek için kapasitör eklenmiştir;
(3) Yüksek akım yoğunluğuna sahip kısımda, akım daha geniş bir yoldan geçmesi için cihazın konumunu ayarlayın.
Güç bütünlüğü analizi
Güç bütünlüğü analizinde, ana simülasyon türleri DC voltaj düşüş analizi, ayrıştırma analizi ve gürültü analizi içerir. DC voltaj düşüş analizi, PCB üzerindeki karmaşık kablolama ve düzlem şekillerinin analizini içerir ve bakırın direnci nedeniyle ne kadar voltajın kaybolacağını belirlemek için kullanılabilir.
PI/ Termal Ortak Simülasyonda “Sıcak Noktaların” mevcut yoğunluk ve sıcaklık grafiklerini görüntüler
Ayrıştırma analizi tipik olarak PDN'de kullanılan kapasitörlerin değer, türü ve sayısındaki değişiklikleri yönlendirir. Bu nedenle, kapasitör modelinin parazitik endüktansını ve direncini dahil etmek gerekir.
Gürültü analizi türü değişebilir. Devre kartının etrafında yayılan IC güç pimlerinden gürültü içerebilir ve kapasitörlerin ayrıştırılmasıyla kontrol edilebilir. Gürültü analizi yoluyla, gürültünün bir delikten diğerine nasıl bağlandığını araştırmak mümkündür ve senkron anahtarlama gürültüsünü analiz etmek mümkündür.
