誰沒有被抓到在窗外做白日夢,在高速公路上靜止地俯視汽車線,想知道更容易或更有效的方法按時上班?即便如此,有時候候補(bǔ)路線并不總是最快的 - 可能會有道路建設(shè),或者正在進(jìn)行的事件會讓你不得不重新路線。在這一點上,大多數(shù)人傾向于拋出所有希望在窗外準(zhǔn)時工作(或者,如果你住在倫敦,開始沿著肩膀開車)。
現(xiàn)在,想象每一個道路以及交通流量中的每個交叉路口或打嗝都是PCB的電源網(wǎng)絡(luò)。您的工作將在PCB中導(dǎo)航,并分析如何以最小的功率損耗優(yōu)化您的高功率效率。當(dāng)您的目標(biāo)是設(shè)計越來越小的PCB時,您的配電網(wǎng)絡(luò)()的路徑會變得更緊密。這開啟了一系列設(shè)計問題:如何通過公寓樓之間的單車道小巷駕駛這輛半卡車?如果我的汽車側(cè)面刮傷了防護(hù)墻并產(chǎn)生了火花,那么有什么東西可以起火嗎?
PCB設(shè)計師必須處理更高濃度的熱量和噪音,這會對敏感部件造成威脅,影響相鄰結(jié)構(gòu)以及整個系統(tǒng)的功能。就像孩子一樣,看著你的父母平行停放在一個非常緊張的地方,你也可以分配可容忍的力量,只要你記住堅實的設(shè)計技術(shù),只需要最小的分配損失。
在配電中合并流量和管理熱量
特別是在加利福尼亞州,高速公路延誤的最大原因之一是人們沒有遵循合并協(xié)議和其他規(guī)則。那么,在PCB設(shè)計中,所有的道路規(guī)則都是IC,微處理器,存儲器模塊,DSP(數(shù)字信號處理器)和FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)。如果您偏離電源電壓的容差,那么您不能指望您的電路板規(guī)格得到滿足。一些基礎(chǔ)知識是一個很好的起點:
保持痕跡短而寬,以分散熱密度。
最小化通過保持旁路環(huán)路的面積和長度盡可能小,阻抗為3:1的長寬比來實現(xiàn)阻抗。
優(yōu)化組件之間的間距將產(chǎn)生最小電流和加熱密度。
避免尖角使整個電路板上的熱量基本保持“均勻”。
損失最小且最佳高功率效率與熱管理密切相關(guān)。每個承載高電流的銅跡線和傳導(dǎo)電流的每個電氣元件都是由于電阻引起的熱源。甚至諸如電阻器,電容器和電感器的無源元件也分別產(chǎn)生電阻和電抗加熱。當(dāng)你增加那個較少的車載房地產(chǎn)時,我們正在尋找更多的熱點和銅穿孔,導(dǎo)致電流密度和加熱的進(jìn)一步增加。降低I2R的設(shè)計一直很重要,但對于低壓器件來說,它們至關(guān)重要。
Heat分布是PCB布局最關(guān)鍵的設(shè)計考慮因素之一。
坑洼和鹿不是唯一的干擾
隨著以最佳效率分配功率的目標(biāo),需要控制的另一種“損耗”是噪聲和串?dāng)_形式的信號損失,這些被稱為電磁干擾或EMI。挑戰(zhàn)在于,幾乎每個IC都是噪聲發(fā)生器,每個高電流跡線都會發(fā)出可以作為噪聲拾取的電磁輻射,基本上充當(dāng)天線。此外,如果信號以300 MHz或更快的速度接通和斷開,它們會引起相鄰電路拾取的磁脈沖,從而產(chǎn)生串?dāng)_。以下是一些降低EMI和串?dāng)_的技巧:
對于輸入模式下的I/O引腳,將未使用的輸入連接到最低阻抗軌;如果可能的話,通過直接短路接地。
使非噪聲走線遠(yuǎn)離嘈雜的元件,如連接,振蕩器和繼電器。
將嘈雜的跡線組合在一起,被地面痕跡包圍。并且不要在電路板的外邊緣上運行它們。
為了減少噪聲傳播,控制返回路徑的形狀和阻抗。請記住,噪聲電壓和相關(guān)電流將遵循最低阻抗回到生成點的路徑。
不要在相鄰導(dǎo)體中運行并行。
保持信號對之間的間距為跡線寬度的5倍。
管理配電和信號丟失似乎可以跟蹤很多。特別是如果您正在設(shè)計具有高度特定的制造要求,則可以輕松地使用您的經(jīng)驗和專業(yè)知識來替代規(guī)則檢查或忽略潛在干擾源。但是,通過強(qiáng)大的PCB設(shè)計軟件,雙重檢查和回溯的大部分工作都可以放在布局軟件的自動化范圍內(nèi)。
當(dāng)你的PCB有信號干擾時,并不總是有警告標(biāo)志告訴你。
這不是捷徑,而是PDN Analyzer?將幫助您實現(xiàn)目標(biāo)
低電壓,高電流電子設(shè)備挑戰(zhàn)任何設(shè)計PCB的人,以減少因電路板空間下降和元件密度增加而導(dǎo)致的配電損耗。集成電路和集成電路的進(jìn)步與不斷增長的需求保持同步;然而,對于PCB上所有理論和優(yōu)質(zhì)元件,底線仍然存在:您能否設(shè)計出具有速度和成本效率的統(tǒng)計上強(qiáng)大的PCB?答案是肯定的 - 用電力傳輸網(wǎng)絡(luò)分析儀的平滑肌。
能夠模擬PDN,噪聲傳播,布局前后和分析EMI場可以回饋一些擺動空間。為了能夠在觀察電流密度時評估熱模式,在1 V平面上下降并且電流密度增加的地方 - 最終產(chǎn)品的功率最佳地分布在PCB上并且易于運行到制造。使用AltiumDesigner?的智能PCB設(shè)計軟件及其可視功率分析直接在您的設(shè)計環(huán)境中查找并解決您的PDN問題,無需停工,特殊昂貴的工具或?qū)I(yè)知識。
提供自己的能力分析,修改和重新分析您的工作。如果您對優(yōu)化和減少分配損失有更多疑問,請立即聯(lián)系A(chǔ)ltium專家。
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