電源分配網絡(PDN)基礎知識
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說到電源完整性,先不說電源復雜的互連系統(tǒng),單電源分配網絡(PDN)部分在產品設計中就需要足夠關注。01
電源分配網絡包含從源端穩(wěn)壓模塊(VRM)到芯片,芯片分配電壓,再到電源路徑(單層直達或過孔轉換的幾個層面),最終流向使用芯片或終端設備。
電源路徑與信號路徑是有區(qū)別的,電源分配網絡中一個電源路徑可以在一個節(jié)點分成多個路徑,或者說轉換成多個電源,終端掛多個元器件,可以理解為一對多。而信號路徑只能一對一。
既然電源分配網絡是為終端設備提供所需電源,那就是有要求,就需要對電源分配網絡管控。路徑上電壓是有變化的,那么電源分配網絡的電流就會有波動,在這種情況下,就需要保持電源分配網絡阻抗低于目標阻抗。目標阻抗的管控說到底就是路徑管控。兩個因素:電源和地平面之間介質盡量薄,盡量短而寬的走線。02
下圖為消費類產品設計電源部分的實際情況圖:
板級電源分配網絡設計的頻率范圍約從 1MHz 到 100 MHz。這正是電路板平面和多層陶瓷貼片電容器( MLCC) 發(fā)揮作用的頻率范圍 。這也是仿真時,重點關注的頻率范圍。簡單來說,低頻率段由穩(wěn)壓模塊來平衡,高頻率段由芯片片選電容來解決,中間的頻段就是板級來管控。我們說的PDN設計一般就是指在PCB板級上給電源提供低阻抗路徑。這里面還有電容擺放位置、電容不同容值





