نامه:info@anke-pcb.com
Whatapp/WeChat: 008618589033832
اسکایپ: sannyduanbsp
سه جنبه برای تأمین یکپارچگی قدرت درطراحی PCB
در طراحی الکترونیکی مدرن ، یکپارچگی قدرت بخشی ضروری از طراحی PCB است. برای اطمینان از عملکرد پایدار و عملکرد دستگاههای الکترونیکی ، باید از منبع تغذیه تا گیرنده به طور جامع در نظر بگیریم و طراحی کنیم.
از طریق طراحی دقیق و بهینه سازی ماژول های برق ، هواپیماهای لایه داخلی و تراشه های منبع تغذیه می توانیم واقعاً به یکپارچگی قدرت برسیم. این مقاله برای ارائه راهنمایی و استراتژی های عملی برای طراحان PCB به این سه جنبه اصلی می پردازد.
I. سیم کشی طرح ماژول برق
ماژول برق منبع انرژی هر دستگاه های الکترونیکی است ، عملکرد و طرح آن به طور مستقیم بر ثبات و کارآیی کل سیستم تأثیر می گذارد. طرح و مسیریابی صحیح نه تنها می تواند باعث ایجاد تداخل نویز شود بلکه جریان جریان صاف را نیز تضمین می کند ، در نتیجه عملکرد کلی را بهبود می بخشد.
طرح ماژول قدرت
1. پردازش منبع:
ماژول برق باید مورد توجه ویژه قرار گیرد زیرا به عنوان نقطه شروع قدرت عمل می کند. برای کاهش معرفی سر و صدا ، محیط اطراف ماژول برق باید تا حد امکان تمیز نگه داشته شود تا از مجاورت دیگر جلوگیری شودبا فرکانس بالایا اجزای حساس به سر و صدا.
2. به تراشه منبع تغذیه: بسته بندی کنید:
ماژول برق باید تا حد ممکن نزدیک به تراشه تأمین شده باشد. این می تواند تلفات موجود در فرآیند انتقال فعلی را کاهش داده و نیازهای منطقه هواپیمای لایه داخلی را کاهش دهد.
3. ملاحظات اتلاف را گرم کنید:
ماژول برق ممکن است در حین کار گرما ایجاد کند ، بنابراین باید اطمینان حاصل شود که هیچ مانعی در بالای آن برای اتلاف گرما وجود ندارد. در صورت لزوم ، هیت سینک ها یا فن ها را می توان برای خنک کننده اضافه کرد.
4. حلقه های اجباری:
در هنگام مسیریابی ، از ایجاد حلقه های فعلی برای کاهش احتمال تداخل الکترومغناطیسی خودداری کنید.
ii. برنامه ریزی طراحی هواپیمای لایه داخلی
A. طراحی پشته لایه
In طراحی PCB EMC، طراحی پشته لایه عنصر کلیدی است که باید مسیریابی و توزیع برق را در نظر بگیرد.
الف برای اطمینان از ویژگی های امپدانس کم هواپیمای برق و جذب جفت سر و صدای زمین ، فاصله بین قدرت و هواپیماهای زمینی نباید از 10 میلی لیتر تجاوز کند ، که معمولاً توصیه می شود کمتر از 5 مایل باشد.
ب. اگر یک هواپیمای قدرت واحد قابل اجرا نباشد ، می توان از یک لایه سطحی برای بیرون کشیدن هواپیمای برق استفاده کرد. هواپیماهای نزدیک و نزدیک به مجاورت یک خازن هواپیما با حداقل امپدانس AC و خصوصیات عالی با فرکانس بالا تشکیل می دهند.
ج. برای جلوگیری از اتصال سر و صدا ، از دو لایه قدرت مجاور ، به ویژه با اختلاف ولتاژ بزرگ ، خودداری کنید. اگر اجتناب ناپذیر است ، فاصله بین دو لایه برق را تا حد امکان افزایش دهید.
د. هواپیماهای مرجع ، به ویژه هواپیماهای مرجع قدرت ، باید ویژگی های امپدانس کم را حفظ کنند و از طریق خازن های بای پس و تنظیم لایه بهینه سازی می شوند.
b.Multiple تقسیم قدرت
الف برای منابع خاص با دامنه کوچک ، مانند ولتاژ کار اصلی یک تراشه IC خاص ، مس باید روی لایه سیگنال گذاشته شود تا از یکپارچگی هواپیمای قدرت اطمینان حاصل شود ، اما برای کاهش تابش سر و صدا از تخم ریزی مس روی لایه سطح خودداری کنید.
ب. انتخاب عرض تقسیم بندی باید مناسب باشد. هنگامی که ولتاژ بیشتر از 12 ولت باشد ، عرض می تواند 20-30 میلی متر باشد. در غیر این صورت ، 12-20mil را انتخاب کنید. برای جلوگیری از تداخل قدرت دیجیتال با قدرت آنالوگ ، عرض تقسیم بندی بین منابع قدرت آنالوگ و دیجیتال باید افزایش یابد.
ج. شبکه های قدرت ساده باید در لایه مسیریابی تکمیل شوند و شبکه های برق طولانی تر باید خازن های فیلتر اضافه شده باشند.
د. هواپیمای قدرت تقسیم شده باید منظم نگه داشته شود تا از شکل های نامنظم و باعث افزایش رزونانس و افزایش امپدانس قدرت جلوگیری شود. نوارهای طولانی و باریک و تقسیمات شکل دمبل مجاز نیستند.
c. فیلتر هواپیما
الف هواپیمای قدرت باید از نزدیک با هواپیمای زمین همراه باشد.
ب. برای تراشه هایی با فرکانسهای کاربردی بیش از 500 مگاهرتز ، در درجه اول به فیلتر خازن هواپیما متکی هستند و از ترکیبی از فیلتر خازن استفاده می کنند. اثر فیلتر باید با شبیه سازی یکپارچگی قدرت تأیید شود.
ج. سلف ها را برای جدا کردن خازن ها در صفحه کنترل ، مانند گسترش خازن و افزایش خازن VIAS نصب کنید تا اطمینان حاصل شود که امپدانس زمین قدرت از امپدانس هدف پایین تر است.
iii سیم کشی چیدمان تراشه برق
تراشه برق هسته اصلی دستگاه های الکترونیکی است و اطمینان از یکپارچگی قدرت آن برای بهبود عملکرد و ثبات دستگاه بسیار مهم است. کنترل یکپارچگی قدرت برای تراشه های برق عمدتاً شامل مسیریابی پین های قدرت تراشه و چیدمان صحیح و سیم کشی خازن های جداشده است. در زیر ملاحظات و مشاوره های عملی در مورد این جنبه ها ارائه می شود.
مسیریابی پین برق.
مسیریابی پین های قدرت تراشه بخش مهمی از کنترل یکپارچگی قدرت است. برای تأمین منبع جریان پایدار ، توصیه می شود مسیریابی پین های برق را به طور کلی به همان عرض پین های تراشه ضخیم کنید. به طور معمول ،حداقل عرضنباید کمتر از 8mil باشد ، اما برای نتایج بهتر ، سعی کنید به عرض 10mil برسید. با افزایش عرض مسیریابی ، امپدانس می تواند کاهش یابد ، بنابراین باعث کاهش نویز نیرو و اطمینان از عرضه کافی فعلی به تراشه می شود.
B.Layout و مسیریابی خازن های جدا شده
جداسازی خازن ها نقش مهمی در کنترل یکپارچگی قدرت برای تراشه های قدرت دارند. بسته به ویژگی های خازن و الزامات کاربردی ، خازن های جداشده به طور کلی به خازن های بزرگ و کوچک تقسیم می شوند.
الف خازن های بزرگ: خازن های بزرگ معمولاً به طور مساوی در اطراف تراشه توزیع می شوند. با توجه به فرکانس رزونانس پایین تر و شعاع فیلتر بزرگتر ، آنها می توانند به طور موثری سر و صدای با فرکانس پایین را فیلتر کرده و منبع تغذیه پایدار را تأمین کنند.
ب. خازن های کوچک: خازن های کوچک دارای فرکانس رزونانس بالاتری و شعاع فیلتر کوچکتر هستند ، بنابراین باید تا حد امکان به پین های تراشه نزدیک شوند. قرار دادن آنها خیلی دور ممکن است به طور موثری سر و صدای فرکانس بالا را فیلتر کند و اثر جداشنگ را از دست بدهد. طرح صحیح تضمین می کند که اثربخشی خازن های کوچک در فیلتر کردن نویز با فرکانس بالا به طور کامل مورد استفاده قرار می گیرد.
C.Wiring روش خازن های جداسازی موازی
برای بهبود بیشتر یکپارچگی قدرت ، خازن های چند جداره کننده اغلب به صورت موازی متصل می شوند. هدف اصلی این عمل کاهش القاء سری معادل (ESL) خازن های فردی از طریق اتصال موازی است.
هنگام موازی با خازن های جداشدگی چندگانه ، باید به قرار دادن VIA برای خازن ها توجه شود. یک روش معمول جبران VIA های قدرت و زمین است. هدف اصلی این امر کاهش القاء متقابل بین خازن های جداشدگی است. اطمینان حاصل کنید که القاء متقابل بسیار کوچکتر از ESL یک خازن واحد است ، به طوری که امپدانس ESL به طور کلی پس از موازی با خازن های جداسازی چندگانه 1/n است. با کاهش القاء متقابل ، می توان کارایی فیلتر را به طور مؤثر افزایش داد و از بهبود پایداری قدرت اطمینان حاصل کرد.
طرحو مسیریابی ماژول های برق ، برنامه ریزی طراحی هواپیمای لایه داخلی و استفاده صحیح از چیدمان تراشه و سیم کشی در طراحی دستگاه الکترونیکی ضروری است. از طریق طرح بندی و مسیریابی مناسب ، می توانیم از ثبات و کارآیی ماژول های قدرت اطمینان حاصل کنیم ، تداخل نویز را کاهش داده و عملکرد کلی را بهبود بخشیم. طراحی پشته لایه و تقسیم قدرت چندگانه بیشتر ویژگی های هواپیماهای برق را بهینه می کند و باعث کاهش تداخل نویز قدرت می شود. استفاده مناسب از چیدمان تراشه های برق و سیم کشی و خازن های جداشده برای کنترل یکپارچگی قدرت ، اطمینان از تأمین جریان پایدار و فیلتر نویز مؤثر ، افزایش عملکرد دستگاه و ثبات بسیار مهم است.
در کار عملی ، عوامل مختلفی از قبیل بزرگی جریان ، عرض مسیریابی ، تعداد VIA ها ، اثرات اتصال و غیره ، برای تصمیم گیری در مورد طرح و مسیریابی منطقی باید به طور جامع در نظر گرفته شود. مشخصات طراحی و بهترین شیوه ها را برای اطمینان از کنترل و بهینه سازی یکپارچگی قدرت دنبال کنید. فقط در این روش می توانیم منبع تغذیه ای پایدار و کارآمد را برای دستگاه های الکترونیکی فراهم کنیم ، تقاضای فزاینده عملکرد را برآورده کنیم و توسعه و پیشرفت فناوری الکترونیکی را هدایت کنیم.
شرکت Shenzhen Anke PCB ، با مسئولیت محدود
زمان پست: مارس 25-2024
