Whatapp/Wechat : 008618589033832
Skype : Sannyduanbsp
전력 무결성을 확보하기위한 세 가지 측면PCB 디자인
현대 전자 디자인에서 Power Integrity는 PCB 설계의 필수 부분입니다. 전자 장치의 안정적인 작동 및 성능을 보장하려면 전원에서 수신기까지 포괄적으로 고려하고 설계해야합니다.
전원 모듈, 내부 레이어 평면 및 전원 공급 장치 칩을 신중하게 설계하고 최적화함으로써 전원 무결성을 진정으로 달성 할 수 있습니다. 이 기사는 PCB 디자이너를위한 실질적인 지침과 전략을 제공하기 위해이 세 가지 주요 측면을 조사 할 것입니다.
I. 전원 모듈 레이아웃 배선
전력 모듈은 모든 전자 장치의 에너지 원이며, 성능 및 레이아웃은 전체 시스템의 안정성과 효율에 직접적인 영향을 미칩니다. 올바른 레이아웃과 라우팅은 노이즈 간섭을 줄일뿐만 아니라 원활한 전류 흐름을 보장하여 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.
2. 전력 모듈 레이아웃
1. 자원 처리 :
전원 모듈은 전원의 출발점 역할을하기 때문에 특별한주의를 기울여야합니다. 소음 소개를 줄이려면 전원 모듈 주변의 환경을 다른 사람과 인접 해지려면 가능한 한 깨끗하게 유지해야합니다.고주파또는 노이즈에 민감한 구성 요소.
2. 전원 공급 장치 칩으로 클로즈 :
전원 모듈은 가능한 한 전원 공급 칩에 가깝게 배치해야합니다. 이것은 현재 전송 프로세스의 손실을 줄이고 내부 층 평면의 면적 요구 사항을 줄일 수 있습니다.
3. 소산 고려 사항 :
전원 모듈은 작동 중에 열을 생성 할 수 있으므로 열 소산을 위해 그 위에 장애물이 없도록해야합니다. 필요한 경우 냉각을 위해 히트 싱크 또는 팬을 추가 할 수 있습니다.
4. avoiding 루프 :
라우팅시 전류 루프를 형성하여 전자기 간섭의 가능성을 줄이십시오.
II. 내부 레이어 평면 설계 계획
A. 레이어 스택 디자인
In PCB EMC 설계, 레이어 스택 디자인은 라우팅 및 전력 분배를 고려해야하는 핵심 요소입니다.
에이. 전력 평면의 낮은 임피던스 특성을 보장하고지면 노이즈 커플 링을 흡수하기 위해 전력과 지상 평면 사이의 거리는 10mil을 초과해서는 안되며, 일반적으로 5mil 미만으로 권장됩니다.
비. 단일 전원 평면을 구현할 수없는 경우 표면 층을 사용하여 전원 평면을 배치 할 수 있습니다. 밀접하게 인접한 전력 및 지상 비행기는 최소 AC 임피던스와 우수한 고주파 특성을 갖는 평면 커패시터를 형성합니다.
기음. 노이즈 커플 링을 방지하기 위해 인접한 두 전력 레이어, 특히 큰 전압 차이가있는 경우를 피하십시오. 피할 수없는 경우 두 전력 계층 사이의 간격을 최대한 많이 늘리십시오.
디. 기준 평면, 특히 전력 기준 평면은 낮은 임피던스 특성을 유지해야하며 바이 패스 커패시터 및 층 조정을 통해 최적화 할 수 있습니다.
B. 다중 전력 세분화
에이. 특정 IC 칩의 코어 작동 전압과 같은 특정 소규모 전원의 경우 구리를 신호 레이어에 놓아 전력 평면의 무결성을 보장하지만 표면 층에 전원 구리를 배치하여 노이즈 방사선을 줄이지 않도록해야합니다.
비. 분할 폭의 선택이 적절해야합니다. 전압이 12V보다 큰 경우 너비는 20-30mil 일 수 있습니다. 그렇지 않으면 12-20mil을 선택하십시오. 디지털 전력이 아날로그 전원을 방해하는 것을 방지하기 위해 아날로그와 디지털 전원 사이의 분할 폭을 늘려야합니다.
기음. 간단한 전원 네트워크는 라우팅 계층에서 완료해야하며 더 긴 전력 네트워크에는 필터 커패시터가 추가되어야합니다.
디. 분할 된 전력 평면은 공명과 전력 임피던스를 증가시키는 불규칙한 모양을 피하기 위해 규칙적으로 유지해야합니다. 길고 좁은 스트립과 덤벨 모양의 구분은 허용되지 않습니다.
C. 평면 필터링
에이. 전원 비행기는 접지 평면과 밀접하게 결합되어야합니다.
비. 500MHz를 초과하는 작동 주파수가있는 칩의 경우 주로 평면 커패시터 필터링에 의존하고 커패시터 필터링의 조합을 사용합니다. 필터링 효과는 전력 무결성 시뮬레이션으로 확인해야합니다.
기음. 전력 접지 임피던스가 대상 임피던스보다 낮은지 확인하기 위해 커패시터 리드 확대 및 커패시터 VIA와 같은 제어 평면에 커패시터를 분리하기위한 인덕터를 설치하십시오.
III. 파워 칩 레이아웃 배선
파워 칩은 전자 장치의 핵심이며, 장치 성능 및 안정성을 향상시키는 데 전력 무결성이 중요합니다. 파워 칩의 전력 무결성 제어에는 주로 칩 파워 핀의 라우팅 처리 및 디커플링 커패시터의 올바른 레이아웃 및 배선이 포함됩니다. 다음은 이러한 측면에 대한 고려 사항과 실질적인 조언을 자세히 설명합니다.
A. 파워 핀 라우팅
칩 파워 핀의 라우팅은 전력 무결성 제어의 중요한 부분입니다. 안정적인 전류 공급을 제공하려면 전원 핀의 라우팅을 일반적으로 칩 핀과 동일한 너비로 두껍게하는 것이 좋습니다. 일반적으로최소 너비8mil 이상이어야하지만 더 나은 결과를 얻으려면 너비 10mil을 달성하십시오. 라우팅 너비를 증가시킴으로써 임피던스를 줄여 전력 노이즈를 줄이고 칩에 대한 충분한 전류 공급을 보장합니다.
B. 디커플링 커패시터의 일광 및 라우팅
커플 링 커패시터는 파워 칩의 전력 무결성 제어에 중요한 역할을합니다. 커패시터 특성 및 응용 요구 사항에 따라 디커플링 커패시터는 일반적으로 크고 작은 커패시터로 나뉩니다.
에이. 대형 커패시터 : 대형 커패시터는 일반적으로 칩 주위에 고르게 분포됩니다. 공진 주파수가 낮고 필터링 반경이 크기 때문에 저주파 노이즈를 효과적으로 필터링하고 안정적인 전원 공급 장치를 제공 할 수 있습니다.
비. 작은 커패시터 : 소형 커패시터는 공진 주파수가 높고 필터링 반경이 작은 것이므로 칩 핀에 최대한 가깝게 배치해야합니다. 너무 멀리 배치한다고해서 고주파 소음을 효과적으로 걸러 내지 않고 분리 효과가 줄어 듭니다. 올바른 레이아웃은 고주파 소음을 필터링 할 때 작은 커패시터의 효과가 완전히 활용되도록합니다.
C. 평행 디커플링 커패시터의 원시 방법
전력 무결성을 더욱 향상시키기 위해, 다중 디커플링 커패시터가 종종 병렬로 연결됩니다. 이 관행의 주요 목적은 평행 연결을 통해 개별 커패시터의 동등한 직렬 인덕턴스 (ESL)를 줄이는 것입니다.
다중 디커플링 커패시터를 평행 할 때 커패시터의 VIA 배치에주의를 기울여야합니다. 일반적인 관행은 힘과 근거의 vias를 상쇄하는 것입니다. 이것의 주요 목적은 커플 링 커패시터 사이의 상호 인덕턴스를 줄이는 것입니다. 상호 인덕턴스가 단일 커패시터의 ESL보다 훨씬 작으므로 다중 디커플링 커패시터를 평행 한 후 전체 ESL 임피던스가 1/n이되도록하십시오. 상호 인덕턴스를 줄임으로써 필터링 효율을 효과적으로 향상시켜 전력 안정성을 향상시킬 수 있습니다.
공들여 나열한 것전력 모듈의 라우팅, 내부 레이어 평면 설계 계획 및 전력 칩 레이아웃 및 배선의 올바른 처리는 전자 장치 설계에서 없어서는 안될 것입니다. 적절한 레이아웃과 라우팅을 통해 전력 모듈의 안정성과 효율성을 보장하고 노이즈 간섭을 줄이며 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다. 레이어 스택 설계 및 다중 전력 세분화는 파워 평면의 특성을 추가로 최적화하여 전력 노이즈 간섭을 줄입니다. 파워 칩 레이아웃 및 배선 및 디커플링 커패시터의 적절한 취급은 전력 무결성 제어에 중요하여 안정적인 전류 공급 및 효과적인 노이즈 필터링을 보장하고 장치 성능 및 안정성 향상을 보장합니다.
실질적인 작업에서는 현재 크기, 라우팅 폭, VIA 수, 커플 링 효과 등과 같은 다양한 요소를 합리적인 레이아웃 및 라우팅 결정을 내리려면 포괄적으로 고려해야합니다. 전력 무결성의 제어 및 최적화를 보장하기 위해 설계 사양 및 모범 사례를 따르십시오. 이런 식으로 만 전자 장치에 안정적이고 효율적인 전원 공급 장치를 제공하고, 성능이 증가하는 성능 요구를 충족하며, 전자 기술의 개발 및 진행을 주도 할 수 있습니다.
Shenzhen Anke Pcb Co., Ltd
시간 후 : 3 월 25-2024 년
