Posta:info@anke-pcb.com
Whatapp/wechat: 008618589033832
Skype: Sannyduanbsp
Güç bütünlüğünü güvence altına almak için üç yönPCB Tasarımı
Modern elektronik tasarımda, güç bütünlüğü PCB tasarımının vazgeçilmez bir parçasıdır. Elektronik cihazların kararlı çalışmasını ve performansını sağlamak için, güç kaynağından alıcıya kapsamlı bir şekilde düşünmeli ve tasarlamalıyız.
Güç modüllerini, iç katman düzlemlerini ve güç kaynağı yongalarını dikkatlice tasarlayarak ve optimize ederek güç bütünlüğünü gerçekten elde edebilir miyiz. Bu makale, PCB tasarımcıları için pratik rehberlik ve stratejiler sağlamak için bu üç temel yönü araştıracaktır.
I. Güç Modülü Düzeni Kabloları
Güç modülü, her elektronik cihazın enerji kaynağıdır, performansı ve düzeni doğrudan tüm sistemin istikrarını ve verimliliğini etkiler. Doğru düzen ve yönlendirme sadece gürültü parazitini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda pürüzsüz akım akışını da sağlayabilir, böylece genel performansı artırır.
2. güç modülü düzeni
1. İşleme:
Güç modülü, gücün başlangıç noktası olarak hizmet ettiği için özel bir dikkat edilmelidir. Gürültü tanıtımını azaltmak için, güç modülünün etrafındaki ortam, diğerlerine bitişiklikten kaçınmak için mümkün olduğunca temiz tutulmalıdır.yüksek frekansveya gürültüye duyarlı bileşenler.
2. Güç kaynağı çipine geçin:
Güç modülü, güç tarafından sağlanan çipin mümkün olduğunca yakın yerleştirilmelidir. Bu, mevcut iletim işlemindeki kayıpları azaltabilir ve iç tabaka düzleminin alan gereksinimlerini azaltabilir.
3. Dispidasyon Hususları:
Güç modülü çalışma sırasında ısı üretebilir, bu nedenle ısı yayılması için üzerinde herhangi bir engel olmaması sağlanmalıdır. Gerekirse, soğutma için soğutucu veya fanlar eklenebilir.
4. Döngülerden kaçınma:
Yönlendirme yaparken, elektromanyetik parazit olasılığını azaltmak için akım döngüleri oluşturmaktan kaçının.
İi. İç Katman Düzlem Tasarım Planlaması
A. Katman Yığın Tasarımı
In PCB EMC Tasarımı, katman yığın tasarımı, yönlendirme ve güç dağıtımını dikkate alması gereken önemli bir unsurdur.
A. Güç düzleminin düşük empedans özelliklerini sağlamak ve zemin gürültü birleştirmesini emmek için, güç ve zemin düzlemleri arasındaki mesafe, tipik olarak 5mil'den az olması önerilen 10mil'i geçmemelidir.
B. Tek bir güç düzlemi uygulanamazsa, güç düzlemini düzenlemek için bir yüzey katmanı kullanılabilir. Yakın bitişik güç ve zemin düzlemleri, minimum AC empedansına ve mükemmel yüksek frekanslı özelliklere sahip bir düzlem kapasitörü oluşturur.
C. Gürültü kuplajını önlemek için, özellikle büyük voltaj farklılıkları olan bitişik iki güç katmanından kaçının. Kaçınılmazsa, iki güç katmanı arasındaki boşluğu mümkün olduğunca artırın.
D. Referans düzlemler, özellikle güç referans düzlemleri, düşük empedans özelliklerini korumalı ve baypas kapasitörleri ve tabaka ayarları ile optimize edilebilir.
B.Multiple güç segmentasyonu
A. Belirli bir IC yongasının çekirdek çalışma voltajı gibi belirli küçük menzilli güç kaynakları için, güç düzleminin bütünlüğünü sağlamak için sinyal katmanına bakır yerleştirilmeli, ancak gürültü radyasyonunu azaltmak için yüzey katmanına güç bakır döşemekten kaçınmalıdır.
B. Segmentasyon genişliğinin seçimi uygun olmalıdır. Voltaj 12V'den büyük olduğunda, genişlik 20-30mil olabilir; Aksi takdirde, 12-20mil'i seçin. Analog ve dijital güç kaynakları arasındaki segmentasyon genişliğinin, dijital gücün analog güce müdahale etmesini önlemek için artırılması gerekir.
C. Yönlendirme katmanında basit güç ağları tamamlanmalı ve daha uzun güç ağlarına filtre kapasitörleri eklenmelidir.
D. Segmentli güç düzlemi, rezonansa ve artan güç empedansına neden olan düzensiz şekillerden kaçınmak için düzenli tutulmalıdır. Uzun ve dar şeritler ve dambıl şeklindeki bölümlere izin verilmez.
C.Plane Filtreleme
A. Güç düzlemi zemin düzlemi ile yakından birleştirilmelidir.
B. 500MHz'i aşan çalışma frekansları olan yongalar için öncelikle düzlem kapasitör filtrelemesine güvenin ve kapasitör filtrelemesinin bir kombinasyonunu kullanın. Filtreleme etkisinin güç bütünlüğü simülasyonu ile doğrulanması gerekir.
C. Güç toprağı empedansının hedef empedansından daha düşük olmasını sağlamak için kontrol düzlemine kapasitörlerin ayrıştırılması için indüktörler takın.
III. Güç Çip Düzeni Kabloları
Güç çipi, elektronik cihazların çekirdeğidir ve güç bütünlüğünün cihaz performansını ve stabilitesini artırmak için çok önemlidir. Güç yongaları için güç bütünlüğü kontrolü esas olarak çip güç pimlerinin yönlendirilmesini ve ayrıştırma kapasitörlerinin doğru düzeni ve kablolanmasını içerir. Aşağıdakiler, bu hususlarla ilgili hususlar ve pratik tavsiyeler detaylandıracaktır.
A.Chip Güç Pimi Yönlendirme
Chip güç pimlerinin yönlendirilmesi, güç bütünlüğü kontrolünün önemli bir parçasıdır. Kararlı bir akım beslemesi sağlamak için, güç pimlerinin genellikle çip pimleri ile aynı genişliğe yönlendirilmesi önerilir. Tipik olarak,minimum genişlik8mil'den az olmamalı, ancak daha iyi sonuçlar için 10mil genişliği elde etmeye çalışın. Yönlendirme genişliğini artırarak empedans azaltılabilir, böylece güç gürültüsünü azaltabilir ve çip için yeterli akım kaynağı sağlayabilir.
B.
Ayrıştırma kapasitörleri güç yongaları için güç bütünlüğü kontrolünde önemli bir rol oynar. Kondansatör özelliklerine ve uygulama gereksinimlerine bağlı olarak, ayrıştırma kapasitörleri genellikle büyük ve küçük kapasitörlere ayrılır.
A. Büyük kapasitörler: Büyük kapasitörler genellikle çip etrafına eşit olarak dağıtılır. Düşük rezonans frekansları ve daha büyük filtreleme yarıçapları nedeniyle, düşük frekanslı gürültüyü etkili bir şekilde filtreleyebilir ve kararlı güç kaynağı sağlayabilirler.
B. Küçük kapasitörler: Küçük kapasitörler daha yüksek rezonans frekansına ve daha küçük filtreleme yarıçapına sahiptir, bu nedenle çip pimlerine mümkün olduğunca yakın yerleştirilmelidir. Bunları çok uzakta yerleştirmek, yüksek frekanslı gürültüyü etkili bir şekilde filtrelemeyerek ayrışma etkisini kaybedemez. Doğru düzen, küçük kapasitörlerin yüksek frekanslı gürültüyü filtrelemede etkinliğinin tamamen kullanılmasını sağlar.
C. Paralel ayrıştırma kapasitörlerinin telafi yöntemi
Güç bütünlüğünü daha da iyileştirmek için, çoklu ayrıştırma kapasitörleri genellikle paralel olarak bağlanır. Bu uygulamanın temel amacı, paralel bağlantı yoluyla tek tek kapasitörlerin eşdeğer serisi endüktansını (ESL) azaltmaktır.
Birden fazla ayırma kapasitörüne paralel olarak, kapasitörler için Vias'ın yerleştirilmesine dikkat edilmelidir. Yaygın bir uygulama, güç ve zeminin yolunu dengelemektir. Bunun temel amacı, ayrıştırma kapasitörleri arasındaki karşılıklı endüktansı azaltmaktır. Karşılıklı endüktansın tek bir kapasitörün ESL'sinden çok daha küçük olduğundan emin olun, böylece çoklu dekupling kapasitörlerine paralel hale geldikten sonra genel ESL empedansı 1/n'dir. Karşılıklı endüktansı azaltarak, filtreleme verimliliği etkili bir şekilde arttırılabilir, bu da gelişmiş güç stabilitesi sağlar.
Düzenve güç modüllerinin yönlendirilmesi, iç katman düzlemi tasarım planlaması ve güç çip düzeni ve kablolarının doğru şekilde kullanılması elektronik cihaz tasarımında vazgeçilmezdir. Uygun düzen ve yönlendirme yoluyla, güç modüllerinin stabilitesini ve verimliliğini sağlayabilir, gürültü parazitini azaltabilir ve genel performansı artırabiliriz. Katman Yığın Tasarımı ve Çoklu Güç Segmentasyonu Güç düzlemlerinin özelliklerini daha da optimize ederek güç gürültüsü parazitini azaltır. Güç çip düzeni ve kablolama ve ayrıştırma kapasitörlerinin uygun şekilde kullanılması, güç bütünlüğü kontrolü için çok önemlidir, bu da kararlı bir akım besleme ve etkili gürültü filtreleme, cihaz performansını ve stabilitesini artırır.
Pratik çalışmada, akım büyüklüğü, yönlendirme genişliği, vias sayısı, bağlantı etkileri vb. Güç bütünlüğünün kontrolünü ve optimizasyonunu sağlamak için tasarım özelliklerini ve en iyi uygulamaları izleyin. Sadece bu şekilde elektronik cihazlar için istikrarlı ve verimli güç kaynağı sağlayabilir, artan performans taleplerini karşılayabilir ve elektronik teknolojinin geliştirilmesini ve ilerlemesini artırabiliriz.
Shenzhen Anke PCB Co., Ltd
Gönderme Zamanı: Mar-25-2024
