当前位置:首页 > 信息快讯

PDN电压不达标?回路电感才是关键,加电容无效

扫地僧1小时前信息快讯40

PDN电压不达标?回路电感才是关键,加电容无效

行业背景:PDN设计中的常见误区

在高速PCB设计中,电源分配网络(PDN)的稳定性直接影响芯片性能。当电压轨在负载下超出容差时,工程师的第一反应通常是增加去耦电容器。然而,许多案例表明,盲目增加电容数量并不能解决问题,甚至可能毫无改善。这背后的关键因素在于回路电感,而非电容量本身。

核心信息:回路电感主导PDN阻抗

去耦电容的作用是为IC提供局部电荷储备,但电流必须完成从电容正极到IC电源引脚,再经接地引脚返回电容负极的完整回路。这个回路中的每一段导体都会贡献电感,包括电容自身的等效串联电感(ESL)、走线电感、过孔电感以及平面扩散电感。对于典型的陶瓷贴片电容,ESL约为1 nH,而一对过孔(直径8 mil,间距40 mil,高度60 mil)的回路电感就可达约1.53 nH,已超过电容自身的ESL。因此,安装路径(过孔和走线)往往在总回路电感中占主导地位。

实际电容器仅在自谐振频率以下才呈现容性。典型的0.1 μF陶瓷电容自谐振频率在10至30 MHz之间,超过该频率后,电容的阻抗随频率升高而增大,表现为感性。并联多个电容可以降低有效ESL和ESR,但每个电容的安装电感仍会累加。若单个电容的安装回路电感为2至3 nH,并联十个后,仅安装部分仍会贡献约0.2至0.3 nH的有效回路电感,再加上共享平面的扩散电感。对于几百MHz以上的频率,增加电容数量无法改变安装几何结构,因此收效甚微。

对产业链的影响:布局优化与设计工具

解决PDN问题的关键在于优化布局,而非增加电容。具体措施包括:缩短电容焊盘到过孔的走线,将过孔尽量靠近焊盘甚至采用盘中孔;将电源平面和地平面置于相邻层并减小间距,以降低扩散电感;电容应尽可能靠近IC电源引脚放置。此外,平面间的固有电容在几百MHz以上成为重要因素,其安装电感几乎为零,可通过薄介电间距(3至4 mil)的叠层设计实现显著的去耦效果。

EDA工具在此过程中发挥重要作用。例如,Sigrity X Aurora的Power Inductance Workflow可测量每个去耦电容的回路电感,帮助识别布局问题。压降工作流则显示电流密度最高位置。这些工具使工程师能够基于实际布线评估PDN性能,从而针对性地调整布局,而非更换物料清单(BOM)。

结语:几何结构决定PDN性能

PDN的阻抗本质上受物理几何结构控制。回路面积、过孔参数、平面间距、走线尺寸等布局细节直接决定去耦策略的成败。在高速PCB设计中,工程师应优先关注布局优化,充分利用平面电容,并借助仿真工具验证PDN性能,避免陷入“加电容”的误区。

来源:电子发烧友

扫描二维码推送至手机访问。

版权声明:本文由FPC信息网发布,如需转载请注明出处。

本文链接:https://fpc.cc/article/255.html

分享给朋友:

“PDN电压不达标?回路电感才是关键,加电容无效” 的相关文章

2022年FPC企业排行

2022年FPC企业排行

说到FPC企业排行,这个就比较难界定,原因是很多企业即做PCB也有FPC业务,就算是上市公司年报也没有明确分类,对此也只能做一个大概的排行。…

2022年PCB覆铜箔板主要企业排行

2022年PCB覆铜箔板主要企业排行

覆铜箔层压板(Copper Clad Laminate,CCL)是将电子玻纤布或其它增强材料浸以树脂,一面或双面覆以铜箔并经热压而制成的一种板状材料,简称为覆铜板,是PCB制造的主要原材料。…

需求回升叠加创新拉动,消费电子复苏仍可期,FPC市场有望增长

需求回升叠加创新拉动,消费电子复苏仍可期,FPC市场有望增长

FPC 被广泛应用于通信、消费类电子、汽车电子、工业、军事、航天等多个领域,其市 场需求与下游终端电子产品需求密切相关。从 FPC 下游主要应用结构来看,根据 Prismark 数据,2019 年全球 FPC 产值主要集中于通讯电子和计算机领域,其中通讯电子占比分 33.0%,计算机占比28.6%,…

PCB厂盲目投资扩产后果严重

PCB厂盲目投资扩产后果严重

近几年,国内PCB行业企业开启了疯狂“扩产潮”。扩产类别从多层板、HDI、软板,软硬结合板,再到IC载板,一派你方唱罢我登场的热闹景象。PCB上游设备、材料等厂商也追随客户脚步纷纷扩大投资,争先拿住分食市场蛋糕的号码牌。一项行业统计数据显示,单是2020年,全国全年便有96项PCB项目在进行,总投资…

车用FPC加速汽车轻量化进程​

车用FPC加速汽车轻量化进程​

FPC 符合新能源汽车内部零部件小型化、高密度特性。传统 PCB 硬板质地较为坚硬,在新能源汽车电子元器件小型化、高密度趋势下,传统 PCB 硬板逐渐无法适应新型汽车电子元器件的数量和质量需求。FPC 相较传统铜线束方案具有高度集成、超薄、易于自动化生产的特点,在安全性、轻量化、布局规整等方面具备突…

江西信丰成立一所电子电路技术职院

江西信丰成立一所电子电路技术职院

3月15日,中国电子电路行业协会CPCA名誉秘书长王龙基,副秘书长、环保分会主任朱民,成都电子科技大学周国云教授,顾问张瑾,江西电子电路行业协会JXPCA常务副秘书长胡金梅等一行参观江西信丰星泓职业学校(简称:星泓职校),并洽谈举办相关职校和高院的合作事宜。在信丰县人民政府副县长卢华文、县教体局党组…