高速高密度PCB电源完整性分析

随着集成电路开关速度的提高以及PCB密度的增加,电源完整性分析已成为高速PCB设计中不可忽略的问题.针对电源完整性问题产生的原因和解决方法,以一个8层高密度数模混合PCB为例,采用Ansoft SIwave仿真软件,对多层高速PCB的电源完整性进行了详尽的分析,并提出了优化电源分配网络PDN的设计.仿真结果表明:添加去耦电容后的PDN设计满足了设计需要.     

高速PCB同步开关噪声仿真抑制分析

从电源完整性(PI)的角度分析了抑制同步开关噪声(SSN)的有效途径——降低芯片供电电源的输入阻抗。使用目标阻抗法,并对给定最大去耦电容容值种类的条件下,使用频域对数法进行电源地分配网络(PDN)的优化。以XX电子控制器的PCB板为例,使用Ansoft SIwave及Ansoft Designer仿真软件,对复杂高速PCB板PDN进行优化设计,并通过时域观察优化前后SSN的抑制情况。仿真结果表明:通过优化PDN能够有效降低SSN。     

基于有限元方法的ARM11核心板电源完整性分析

ARM11核心板属于高速电路板,在设计中需要降低电源配送网络(Power Delivery Network)的输入阻抗来提高电源完整性。基于有限元方法对10个晶体管产生的同步开关噪声(Simultaneous Switching Noise)、调整前后PDN的直流/交流特性进行仿真,仿真结果表明:10个晶体管同时开关时芯片电源电压波动达7.9%;1.2 V PDN的直流电压从1.17 V增加到1.18 V,PDN的电流密度整体得到降低;在397 MHz谐振频率处PDN的谐振现象得到减弱;因此当达到10个晶体管同时开关时芯片电源电压已不满足要求,在对PDN调整后最终降低了PDN的输入阻抗和电压波动。     

2.5D系统封装中高速I/O链路信号/电源完整性协同仿真

提出了一种2.5维（2.5D）系统封装高速输入/输出（I/O）全链路的信号/电源完整性（Signal integrity/power integrity,SI/PI）协同仿真方法。首先通过电磁全波仿真分析SiP内部“芯片I/O引脚-有源转接板-印刷电路板（即封装基板）-封装体I/O引脚”这一主要高速信号链路及相应的转接板/印刷电路板电源分配网络（Power distribution network,PDN）的结构特征和电学特性，在此基础上分别搭建对应有源转接板和印刷电路板两种组装层级的“信号链路+PDN”模型，并分别进行SI/PI协同仿真，提取出反映信号链路/PDN耦合特性的模块化集总电路模型，从而在电路仿真器中以级联模型实现快速的SI/PI协同仿真。与全链路的全波仿真结果的对比表明，模块化后的协同仿真有很好的可信度，而且仿真时间与资源开销大幅缩减，效率明显提升。同时总结了去耦电容的大小与布局密度对PDN电源完整性的影响及对信号完整性的潜在影响，提出了去耦电容布局优化的建议。     

电动汽车电机控制器的电源完整性分析

以电源完整性(PI)理论为指导提出了基于有限元仿真分析的新能源电动汽车电机控制器的硬件设计方法。分析了电源完整性的影响因素,采用SIwave软件对该系统控制板的PCB进行电源和地平面的谐振仿真分析,进而根据仿真结果优化该系统的PCB设计。实践表明该方法有效消除了谐振,降低了电源和地噪声,提高了系统的稳定性和可靠性,缩短了产品的开发周期。     

电源分布网络的快速建模与电容优化

电源分布网络（PDN）是电源完整性（PI）问题的核心内容,PDN的设计对高频高速集成电路（IC）的稳定性和可靠性具有重要的意义。随着集成电路的工作频率不断提高、电源电压的不断降低、以及集成度和复杂度的不断升高,PDN的建模与去耦电容优化也面临着越来越大的挑战。该文综述了PDN建模领域经典的阻抗计算方法,以及去耦电容优化领域常用的优化算法,总结了这些方法的优缺点以及作者团队在该领域的主要贡献,指出了当下该领域面临的主要问题和技术挑战,并对该领域的未来发展趋势作了简要讨论。     

一种新型低漏电ESD电源箝位电路

在到达纳米级工艺后,传统的静电放电防护(ESD)电源箝位电路的漏电对集成电路芯片的影响越来越严重。为降低漏电,设计了一种新型低漏电ESD电源箝位电路,该箝位电路通过2个最小尺寸的MOS管形成反馈来降低MOS电容两端的电压差。采用中芯国际40 nm CMOS工艺模型进行仿真,结果表明,在相同的条件下,该箝位电路的泄漏电流仅为32.59 nA,比传统箝位电路降低了2个数量级。在ESD脉冲下,该新型ESD箝位电路等效于传统电路,ESD器件有效开启。     

电源完整性分析及应用

由于同步开关所产生的噪声电流,电源完整性问题如今已成为制约整个高速数字系统性能的一个关键因素。电源分配网络构成了高速数字系统最庞大最复杂的互连,约占全部互连空间的30%~40%。系统中所有的器件都直接或间接地连接到电源分配网络上,因此电源分配网络设计与电源完整性分析是数字系统中最复杂的部分。电源分配网络是高速数字设计的核心,直接影响电源完整性、信号完整性和电磁完整性等系统的性能。着重阐述了电源分配网络及频域目标阻抗法,并结合实际设计进行电源完整性的仿真分析。     

高速嵌入式系统中电源噪声抑制方法

根据平面腔体谐振模型理论推导出高速嵌入式电路电源平面对阻抗函数关系式,分 析了电源平面对的谐振特性与PCB板材、介质层厚度以及导体平面的电导率之间的关系,得 出可通过减小介质层厚度、使用高介电常数的介质材料以及增加介质损耗等3种方法来抑制 电源平面对的谐振效应,并使用全波仿真方法验证了可行性。从时域仿真了高速电路中的噪 声传播与电源平面谐振的相互关系,结果表明,通过抑制电源平面对谐振阻抗可将电源噪声 减 小至原有结构的15%,从而有效提高系统的电源完整性。     

参考平面转换对信号传输的影响及传输优化

在多层印刷电路板(PCB)设计时,经常需要信号通过过孔跨接到其他层走线,这种走线方式会导致返回路径不连续(RPD),引发信号完整性问题,文中应用电磁场全波仿真工具SIwave构建信号跨层走线模型,从电源分配网络(PDN)阻抗的角度分析了跨层走线对信号传输的影响,同时使用添加电容的方法优化信号传输路径,并对电容的选取及其位置的确定进行了研究,为PCB设计提供参考。     

通信电源新技术的应用

人们的日常生活对通信网络的依赖度越来越高,通信网络中离不开电源,电源已渗入到各行业和各角落中,并改变了人们的生活和工作方式.通信电源在任何电力通信中都适用,也决定着未来通信行业的发展趋势,因此要加强对通信电源新技术的研究,并进行创新,以提高其应用价值,更好地服务于社会.     

我国开关电源发展的思考

文章综述了开关电源的国内外市场及应用情况和发展趋势。在回顾和分析我国开关电源发展历史和现状的基础上，对我国开关电源未来的发展提出了建议。     

相控电源的更换及用电设备的电源割接

介绍了通过设立临时交直流供电系统，把相控电源更换成开关电源，以及传输，数据，交换设备等几种常见的电源割接方法和注意事项。     

UPS在城市轨道交通中的应用

结合西安地铁二号线设计方案及设备使用情况,分析城市轨道交通各设备系统对UPS的应用要求,并比较UPS的各种应用方案,同时,介绍UPS蓄电池容量的常用计算方法及日常使用和维护的注意事项。     

直流供电系统的分类

介绍直流供电系统的分类及如何根据不同类型的通信局（站）配置相应的直流供电系统。     

某型弹载二次电源设计

介绍某型导引头二次电源设计方案,详细给出分析过程,理论分析该设计选取的接地方式,且通过结构设计减小线损降低压降。综合考虑完全使用线性稳压电源、开关稳压电源或者复合型设计等方案,通过分析各种方案的优缺点和可行性,该二次电源将采用线性集成稳压电源与DC-DC结合进行设计。实践表明该设计有较高的效率,可满足各组件的用电需求。     

信息网络时代通信电源供电特点和体制的探讨

简要介绍信息网络时代通信电源的发展和新特点，我国信息网络设备的供电现状，以及国际上对信息网络设备供电体制的观点。     

SG32525芯片在开关(逆变)电源中的应用

在研制开关电源和后备式UPS(不间断电源)的工程实践中,为提高其转换效率,减少外围元器件,减小体积,并提高长时间工作的可靠性与PWM(脉宽调制)的控制精度,对新型PWM集成芯片SG3525的功能特点、控制特性及外围电路进行了研究。讨论了该芯片在UPS逆变电源和开关稳压电源中的应用,利用该芯片设计并制作了高效率的开关电源与UPS逆变电源。     

可控硅开关型脉冲激光电源

建立了开关型脉冲激光电源的数学模型并给出了设计方法。采用快速可控硅做为开关元件完成了一台容量为55kW、重复频率可达200Hz的脉冲激光电源,给出了具体的电路并进行了分析。     

通信电源系统结构的发展趋势

由于数据通信设备和电信网络设备的融合，要求有一个能为数据通信设备和电信设备供电的新的可靠的电源系统，传统的通信电源系统结构面临着变化和挑战。本文分析现代通信电源系统结构的发展趋势，介绍几种可能的系统结构。