HyperLynx 交流 PDN 設計與驗證

一 配電網 PCB（印刷電路板）上的（PDN）是一個複雜的軌跡，平面和元件的網絡，負責將電源分配到板上的各種元件和集成電路。其主要目的是確保每個元件接收適當穩定的電力供應，同時最大限度地減少電壓波動並確保電子系統的最佳性能和可靠性。PDN 通常包括電源平面、接地平面、電源跟踪、分離電容器和其他組件，這些元件可以共同管理和分配電力到整個 PCB。最後，PDN 不僅提供了將電流傳遞給板上的 IC 的方法，還提供了返回電流路徑。

在分析配電網時，我們的目標是確定網絡的阻抗，這將定義 IC 將經歷的電壓變化。高性能 PDN 將在整個過程中顯示低阻抗。在交流電流 (AC) 環境中，PDN 必須為快速切換 IC 提供足夠的電流，同時有效地管理電壓波和電壓降。軌道電壓必須穩定，且必須在直流到可以在 GHz 範圍內的 IC 開關電流頻寬範圍內的電壓限制範圍內。當電流負載增加時，PDN 不足可能會導致電壓波浪過多、電壓下降和 VRM 不穩定等問題。電源供應器上的這種波紋可能會導致操作問題或數據完整性問題。

一 交流分離分析 有助於確定 PDN 是否設計為提供足夠的電流供應並為 IC 的 IT 服務維持穩定的電壓。在低頻率（<100 千赫）下， 電壓調節器模組 (VRM) 和散裝電容器可為 PDN 提供低阻抗。從板堆疊中分離電容器和平面間電容，可提供從 ~100kHz 到 ~10-100MHz 範圍的低阻抗。在此範圍之後，分離電容器會主要變成電感性，並且無法為 PDN 提供低阻抗。這個頻率範圍是包裝上和模板上分離必須接受並提供低阻抗的地方，通常在 ~10 — 100 MHz 到 GHz 範圍內。重要的是要注意的是，IC 封裝的電感將限制板級 PDN 設計的最高有效頻率。更大的封裝電感將降低 PCB 分離電容器的有效頻率範圍。