k8凯发网站优化免费网站优化软件深入探讨电源完整性设计的三个关键方面
发布时间:2024-03-01 13:33

  不可或缺的一部分。为了确保电子设备有稳定性能,从电源的源头到接收端,我们都必须全面考虑和设计。如

  电源模块是电子设备的能量来源,其性能与布局直接影响到整个系统的稳定性和效率。正确的布局和走线不仅能减少噪声干扰,还能确保电流的顺畅流通,从而提高整体性能。

  ● 源头处理:电源模块作为电源的起始点,布局时应特别注意,为了减小噪声引入,应确保电源模块的周围环境尽量清洁,避免与其他高频或噪声敏感元件相邻。

  ● 靠近供电芯片:电源模块应尽量靠近供电的芯片放置,这样可以减小电流传输过程中的损耗,并降低内层平面的面积需求。

  ● 散热考虑:电源模块在工作时可能会产生热量,因此应确保其上方没有遮挡物,以便于散热,如有必要,可以加入散热片或风扇进行散热。

  ● 宽度与电流:电源线的宽度应根据其所需承载的电流大小来确定,较大的电流需要更宽的线宽以确保电流能力。

  ● 过孔数量:在电源线的走线过程中,如果需要穿越层面,应确保有足够的过孔来承载电流,避免过孔过热。

  ● 为确保电源平面的低阻抗特性及电源噪声的地耦合吸收,电源与地层间距应不大于10mil,通常建议小于5mil。

  ● 若单一电源平面无法实现,可利用表层铺设电源平面,紧相邻的电源和地平面形成了一个具有最小交流阻抗的平面电容,具有优异的高频特性。

  ● 避免相邻的两个电源层过近(特别是电压差异大的),以防止噪声互相耦合,如不可避免,应尽量增加两电源层间的间距。凯发K8一触即发

  ● 对于小范围的特定电源,如某IC芯片的核心工作电压,尽量在信号层上敷铜,以确保电源层的完整性,但避免在表层敷电源铜皮,减少噪声辐射。

  ● 分割宽度选择应适当,电压大于12V时,宽度可为20-30mil;反之选12-20mil,模拟数字电源的分割宽度需加大,防止数字电源对模拟电源的噪声干扰。

  ● 分割后的电源平面应保持规则,避免不规则形状导致谐振和电源阻抗增加,不允许有细长条和哑铃形分割。

  ● 工作频率超过500MHz的芯片,应主要依靠平面电容滤波,并采用组合电容滤波,滤波效果需通过电源完整性仿真确认。

  ● 控制平面去耦电容的安装电感,如加宽电容引线、加大电容过孔等,确保电源地阻抗低于目标阻抗。

  去耦电容在供电芯片的电源完整性控制中发挥着重要作用,根据电容的特性和应用需求,去耦电容一般分为大电容和小电容两种。

  ● 大电容:大电容通常均匀分布在芯片周围,由于其谐振频率较低,滤波半径较大k8凯发,它们能够有效地滤除低频噪声,并提供稳定的电源供应。

  ● 小电容:小电容的谐振频率较高,滤波半径较小,因此应该尽量靠近芯片管脚放置,如果放置过远,可能无法有效滤除高频噪声,失去去耦的作用。

  为了进一步提高电源完整性,通常会采用并联多个去耦电容的方式,这样可以利用电容的并联,来降低单个电容的等效串联电感(ESL)。

  在并联多个去耦电容时,需要注意电容的打孔方式:将电源和地的过孔相互错开打孔。这样可以降低去耦电容之间的互感,确保互感远小于单个电容的ESL,从而实现并联多个去耦电容后,整体ESL的阻抗为1/N,同时通过降低互感,可以有效地提高滤波效果,并确保电源稳定性的提升。

  在实践中,我们需要综合考虑各种因素,如电流大小、走线宽度、过孔数量、耦合效应等,以做出合理的布局和走线决策。同时,遵循设计规范和最佳实践,确保电源完整性的控制和优化。使用软件,可以检查最小线宽、线距等多项工艺问题,简单便捷使PCB设计规范化。

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