Güç bütünlüğü (PI)
PI olarak adlandırılan Güç Bütünlüğü, Güç kaynağının ve hedefin voltajının ve akımının gereksinimleri karşılayıp karşılamadığını doğrulamaktır. Güç bütünlüğü, yüksek hızlı PCB tasarımındaki en büyük zorluklardan biri olmaya devam ediyor.
Güç bütünlüğü seviyesi çip seviyesini, çip paketleme seviyesini, devre kartı seviyesini ve sistem seviyesini içerir. Bunlar arasında devre kartı seviyesindeki güç bütünlüğü aşağıdaki üç gereksinimi karşılamalıdır:
1. Çip pimindeki voltaj dalgalanmasını spesifikasyondan daha küçük yapın (örneğin, voltaj ile 1V arasındaki hata +/-50mv'den azdır);
2. Zemin geri tepmesini kontrol edin (senkron anahtarlama gürültüsü SSN ve senkronize 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 aynı zamanda gürültüyü iletmek ve almak için en kolay antendir.
Güç bütünlüğü sorunu
Güç kaynağı bütünlüğü sorunu esas olarak ayırma kapasitörünün mantıksız tasarımından, devrenin ciddi etkisinden, çoklu güç kaynağı/toprak düzleminin kötü bölümlenmesinden, mantıksız oluşum tasarımından ve düzensiz akımdan kaynaklanır. Güç bütünlüğü simülasyonu aracılığıyla bu sorunlar bulunmuş ve ardından güç bütünlüğü sorunları aşağıdaki yöntemlerle çözülmüştür:
(1) PCB laminasyon hattının genişliğini ve dielektrik katmanın kalınlığını karakteristik empedans gereksinimlerini karşılayacak şekilde ayarlayarak, laminasyon yapısını sinyal hattının kısa geri akış yolu ilkesini karşılayacak şekilde ayarlayarak, güç kaynağı/zemin düzlemi bölümlendirmesini ayarlayarak, önemli sinyal hattı aralığı segmentasyonu olgusunun önlenmesi;
(2) PCB'de kullanılan güç kaynağı için güç empedansı analizi yapıldı ve güç kaynağını hedef empedansın altında kontrol etmek için kapasitör eklendi;
(3) Akım yoğunluğunun yüksek olduğu kısımda, akımın daha geniş bir yoldan geçmesini sağlamak için cihazın konumunu ayarlayın.
Güç bütünlüğü analizi
Güç bütünlüğü analizinde ana simülasyon türleri arasında DC gerilim düşümü analizi, dekuplaj analizi ve gürültü analizi yer alır. DC gerilim düşümü analizi, PCB üzerindeki karmaşık kablolama ve düzlem şekillerinin analizini içerir ve bakırın direncinden dolayı ne kadar gerilim kaybı yaşanacağını belirlemek için kullanılabilir.
PI/termal ortak simülasyonda "sıcak noktaların" akım yoğunluğu ve sıcaklık grafiklerini görüntüler
Dekuplaj analizi tipik olarak PDN'de kullanılan kapasitörlerin değeri, türü ve sayısındaki değişiklikleri yönlendirir. Bu nedenle kapasitör modeline parazitik endüktans ve direncin dahil edilmesi gerekmektedir.
Gürültü analizinin türü değişebilir. Devre kartı çevresinde yayılan IC güç pinlerinden gelen gürültüyü içerebilirler ve dekuplaj kapasitörleri tarafından kontrol edilebilirler. Gürültü analizi yoluyla gürültünün bir delikten diğerine nasıl bağlandığını araştırmak ve senkron anahtarlama gürültüsünü analiz etmek mümkündür.