HyperLynx AC PDN dizajn i verifikacija

A Mreža za distribuciju električne energije (PDN) na PCB-u (štampana ploča) je složena mreža tragova, aviona i komponenti odgovornih za distribuciju energije različitim komponentama i integrisanim krugovima na ploči. Njegova primarna svrha je da osigura da svaka komponenta dobije odgovarajuće i stabilno snabdevanje električnom energijom, uz minimiziranje fluktuacija napona i obezbeđivanje optimalnih performansi i pouzdanosti elektronskog sistema. PDN obično uključuje energetske avione, uzemljene ravni, tragove snage, kondenzatore za razdvajanje i druge komponente koje zajedno rade na upravljanju i distribuciji električne energije po PCB-u. I na kraju, PDN ne pruža samo sredstvo za isporuku struje IC-ovima na ploči, već i povratnu struju.

Naš cilj prilikom analize mreže za distribuciju električne energije je da odredimo impedansu mreže koja će definisati varijacije napona koje će IC doživeti. PDN visokih performansi pokazaće nisku impedanciju tokom celog vremena. U kontekstu naizmenične struje (AC), PDN mora da obezbedi dovoljnu struju za brzo prebacivanje IC, istovremeno efikasno upravljajući talasanjem napona i padovima napona. Napon šine mora biti stabilan i unutar granice napona od jednosmerne struje sve do propusnog opsega preklopne struje za IC koji može biti u opsegu GHz. Kada se strujno opterećenje poveća, nedovoljan PDN može dovesti do problema poput prekomernog talasa napona, pada napona i nestabilnosti VRM-a. Ovo talasanje na izvorima napajanja može prouzrokovati probleme sa radom ili probleme sa integritetom podataka.

An Analiza razdvajanja naizmenične struje pomaže u utvrđivanju da li je PDN dizajniran da obezbedi adekvatno napajanje strujom i održava stabilan napon IT usluga IC-a. Na niskim frekvencijama (<100kHz), Modul regulatora napona (VRM) i rasuti kondenzatori rade na pružanju niske impedancije za PDN. Kondenzatori za razdvajanje i međuravni kapacitet, od postavljanja ploče, obezbeđuju nisku impedansu od ~ 100kHz do opsega ~ 10 - 100MHz. Nakon ovog opsega, kondenzatori za razdvajanje postaju prvenstveno induktivni i nisu u stanju da obezbede nisku impedanciju za PDN. Ovaj frekvencijski opseg je mesto gde razdvajanje na pakovanju i na matrici mora preuzeti i obezbediti nisku impedanciju, obično u opsegu od ~ 10 - 100MHz do GHz. Važno je napomenuti da će induktivnost IC paketa ograničiti najveću efektivnu frekvenciju PDN dizajna na nivou ploče. Veća induktivnost paketa smanjiće efektivni frekvencijski opseg kondenzatora za razdvajanje PCB-a.