电源设计精良,硬件成功了一半
作者:365bet体育 发布时间:2025-05-28 14:14
我创建了统计信息:本文的贡献局:平均而言,电路板面积的约30%用于设计。大约50%的硬件问题是能源或土地问题。因此,电源设计良好,硬件是一半成功的1。它必须根据能源问题来编译“能源树”的功率问题。您必须分析电源的要求,电压范围,当前需求,动态响应以及每个电源的点火力矩。根据各种手表解决方案,根据每个手表输入的标准,频率,抖动和其他参数的时钟主题进行了优化。必须分析所有内容,并清楚地记录到每个PIN的使用方式,其连接方式以及耦合引脚的水平是否满足要求。例如,Energía:芯片制造商的主题为自己的设备提供了一些要求。例如,这个diagraM说明了英特尔对同步功率与能源供应序列的几个序列之间耦合关系的要求。但是你怎么做?此外,电路板上还有其他设备,例如网络卡,FPGA等,它们是复杂的功率解决方案,并且具有特定的功率同步要求。此外,某些电源在这些设备上具有相同的电压。要简化设计,请使用电源用相同电压为所有设备喂食。例如,3.3V电源只能具有一个输出,但是您必须使用3.3V电压喂食所有设备。这是通过考虑所有电气设备和UNE Power Synecriansissirs的组合并需要的。首先,组织所有设备的能耗要求,然后结合共同的要求。如图所示,整理整个板的能源需求以及电源的同步要求。接下来,据此要求,我们将设计板的整个能源解决方案,并选择最合理,可靠和有利可图的能源解决方案,以实现板的所有能源解决方案。首先,我们形成功能框图并进行审查。电源需求分析表:电压范围,当前需求,动态响应,所有设备的能量需求的时间功率,包括:一般需求融合图:显示具有不同电压的复合设备后的电源需求。板电源的一般方案的框图:说明电源架构的一般设计,包括每个电源模块及其之间的连接关系。点火时间图:详细详细介绍每个点火模块的点火序列和同步要求,以确保满足设备的所有需求。在这一点上,我们已经组织了电源的设计要求。 2。取决于力量进入和退出情况,考虑电源“模块”的设计。电源入口通常是一种从后平面,适配器,POE,USB等输入的电源。通常,电源的输入相对简单或多重,但使用合并的电路设计。输出功率正在分类并合并上一节中发布的各种能源的电源。 Tocontinue,根据设备的位置组织近似设备设计。当然,设备设计的分布与许多因素有关,因此我们不会在这里扩展。但是,在优化了诸如路由,热耗散,结构,干扰等因素之后。专注于当前的“大”芯片功率位置。首先,芯片进料引脚的主要分布和接纳(例如DDR)的高功率芯片必须具有优先级。特别是,您必须根据能源考虑“关键能源计划”的分配主芯片的GY分布。您应该考虑几个能源流向CPU的平面。完成任务中的“流”任务时,您必须尽可能多地完成。 1。减少每个电源的“耦合”,以避免编织几个电源表面。 2。完成任务,以许多小规模的方式完成任务,避免“飞行”。 3。降低“层更改”。 4。主要能源是最“全功率平面”。因此,在实施“ DC/DC”电源时,您必须首先考虑电源的方向并制定足够的计划。硬件工程师必须想象整个电源的拓扑。实际拓扑比以前的数字复杂得多。 3。请勿将输入电源运行到完整的板上。这是非常简单的原则,但是每个人都很容易忽略。首先,输入电源是外部电源,无法控制引入的干扰。第二,电源输入电源每个DC/DC,一个d每个DC/DC的输入电容器通常具有高功率电流跳动,并且必须控制此电流环的大小。第三,即使发生了空的电流环的大小,也形成了输入电源和直流/DC之间的跳环,从而产生了电感干扰源。您需要控制红色和黄色戒指。 4。后电路中的输入电容器必须尽可能接近上和下管。换句话说,上图中显示的高频电流环必须尽可能小。首先,我们需要找到具有不同拓扑的高频电流环。如图所示,虚线是当前的高频循环,其DI/DT的变化相对较大。后电路是当前的高频循环,存在于由输入电容器和两个开关管(或开关管道和二极管)形成的闭路电路中,而增强电路则是双重拓扑,当前的高频Y循环存在于输出电容器和两个开关管中。如图所示,隔离电路的当前高频环在一个由两个开关管和两个电容器形成的环中。由于最严重的电流变化通常位于开关管中,因此可以看出,高频电流回路存在于电容器形成的电路中,将开关管连接到开关管。电流在两个开关管之间更改,并且衍生物通常不允许电流突然更改。在特定拓扑的高频电流之后,必须抑制由噪声源引起的近距离场。最有效的方法是减少循环区域。通常,当前的大小必须满足输出要求,并且不能自由减少。对于当前的高频循环,应针对输入电容器的处理进行特定的注意,如图所示。放置冷凝器On芯片的背面(降低了离开关管的距离)。辐射与包装的各种电容和晚期开发条件的比较,更多的芯片整合了填充核中的输入电容器,如图所示,可以进一步降低高频环区域以获得更好的EMC特征。芯片A和B测试中综合电容器的发行条件分别分别是集成电容器。使用相同的芯片和PCB设计,您可以看到CISPR25的高频部分是电导体。集成的冷凝器芯片在通过射频噪声低的驾驶测试时具有很大的优势。 5。哪种去耦冷凝器与“电气设备”尽可能近?理解之后,我们知道如何实施电源。我们需要在电气设备接收器结束时接收质量,并且在整个能量平面中都需要所有噪声。对于电源的噪声源:电压控制芯片的电压输出不是恒定的,并且有特定的波。电压管制的电源无法实时响应当前负载需求的快速变化。电压控制的电源响应的频率通常在200 kHhz之内,使您可以提供正确的答案。如果此频率超过此频率,则在电源出口处将产生短销的电压下降。载荷暂时性产生的电压下降在供应路线的阻抗和土壤路线的阻抗中。外部干扰,“提到临时孔子负载,输出将处于高水平。电压是在电感连接组件中诱导的,例如轨迹,道路,扁平层和包装(耦合的电缆,销钉)。髋关节增加到0V以上。如图13.2所示,如果CMOS的输出信号同时从VCC中的负电压噪声低变为高,这也会影响GND,这可能会导致振动。当输出信号变高至低压噪声时,在GND中观察到它也会影响VCC,这可能会导致振动。 CMO会引起这种干扰。如果许多CMO同时起作用,则电气设备对能量机和GND平面引起的干扰变得非常严重。这是因为随着芯片引脚变老且更高的能源供应的完整性,应该非常关注能源供应的完整性。 (1)芯片的整合度的程度越来越多,芯片中的晶体管数量越来越多。晶体管形成内部电路,组合逻辑,延迟线,状态机和另一种逻辑。 (2)将芯片的外部动力引脚提供给内部晶体管常见的饲养节点。当transisTor开关建立了,电源的噪音不可避免地传输到芯片上。 (3)内部晶体管需要外部核心或时钟的同步,但是由于内部延迟以及每个晶体管严格同步的可能性,某些晶体管可以完成状态过渡,而其他晶体管可能处于过渡状态。这样,高级门电路的电源源的噪声就会传输到其他门电路的入口部分。在先前的分析之后,每个人都可以理解将解耦电容器放置在电气设备的电源引脚附近。解耦电容器通常用于能源系统中,并对电源噪声提供了短期和高频响应,并保持对集成电路(IC)或其他电气设备的稳定供应电压供应。将去耦电容器放在电气设备附近的有几个重要原因。 1。还原e电感的效果:在电路中,电源和地面线都有特定的电感。如果电气设备需要大的即时电流,则存在电感器,这会导致线路下降。电源电压下降。将解耦电容器放在电气设备附近时,它在启动功率耗散期间提供了即时电流,从而补偿了电感器引起的电压降。 2。降低电路的阻抗:在高频下,解耦电容器的阻抗较低。电气设备附近的分离电容器的放置减少了电源电路的总体阻抗,这有助于高频瞬时当前需求。 3。降低电压波动的传播:电源线的电压波动沿线传播。在接近电容器到电气设备的电容器时,它会降低电压流感的传播距离构成,允许电气设备获得更稳定的电源电压。 4。最小化电源噪声对相邻电路的影响:去耦电容器可以吸收电源线中的噪声,并防止噪声通过电源线传播到相邻电路。这对于维持相邻电路的稳定性和性能很重要。因此,为了最大程度地提高解耦电容器的有效性,它们通常接近电气设备,以确保快速响应即时当前需求,并最大程度地减少电感和耐药性对食物供应系统的影响。使用小包装和小电容值的解耦电容器的主要原因是,它们必须接近电源引脚与这些电容器的高频响应和当前的传输特征有关。高频响应:小包装和小电容值的电容器通常可以更好地响应D在高频范围内。由于高频信号的短波长,冷凝器的物理大小和电感对它们的阻抗几乎没有影响。因此,小电容器可以更有效地隔离高频噪声。当前的传输速度:小型电容器通常具有较低的电感,并且可以更快地传递电流。在高频条件下,电流必须迅速响应应用的电气设备的需求。通过在电源销钉附近保持小电容器,它降低了当前路线的电感并增加了即时电流,从而快速响应了需求。电源噪声的局部处理:具有小电容值的冷凝器S主要用于手工清除局部高频噪声瞬时。当您接近这些电容器到电源的销钉时,您可以在电源到板或C的位置立即提供脱钩引入臀部,而不是距离。这样可以维持电源组件的电源稳定性,并降低了对通用电路的影响。使用靠近电动别针的小包装和小电容隔热电容器有助于优化高频噪声绝缘材料,并快速响应即时当前需求。这样的设计有助于维持电气设备的稳定性和性能。安装冷凝器时,请卸下垫子外的下电缆,然后通过进料平面将其连接。地球部分也可以这样说。接下来,冷凝器的电流环通过进料平面→孔→引线电缆→PAD→PAD→铅电缆→孔→孔→低平面。通过放置的基本原理是最大程度地降低了该环的面积并降低寄生电感。下图显示了一些安装方法:•第一种方法意味着从垫子连接长电缆,然后连接g它到达路线,该路线引入了大量寄生电感。避免这样做。 •第二种方法在垫子的第二端使用一个孔。这比第一种方法要小得多,从而导致可接受的可偏式电感较小。 •第三种方法是进一步降低垫侧面的环区域钻孔,而寄生电感小于第一种,这是一种更好的方法。 •第四种方法是在垫子的每一侧钻孔。与第三种方法相比,冷凝器的每个膨胀与电源和陆地平面连接通过平行孔通过较小的孔,而不是第三种类型的寄生电感。您必须尽可能多地使用它。 •最后的方法涉及直接在具有最小寄生电感的焊接垫中钻孔,但必须连接PCB。否则,当焊接焊接时,将发生锡泄漏。
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