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电源专题之AC阻抗

一博科技 2019-10-18 13:59 发文




 文 / 姜杰(微信公众号:高速先生)





所谓目标阻抗,即在满足负载最大瞬态电流需求、且电压变化不超过最大允许波动范围的情况下,电源分配网络(PDN)自身阻抗的最大值。简单来说,就是通过合理的电容配置,在尽量宽的频段内保持PDN的AC阻抗低于目标阻抗,从而使电源的AC噪声满足要求。




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对于非理想电容的阻抗曲线,除了电容的容值,我们还需要关注两个参数:ESR(等效寄生电阻)和ESL(等效寄生电感)。ESL加上安装电感,和电容及ESR构成RLC串联电路,随着电感增大,电路谐振频率往低频偏移。另外,非理想电容的阻抗曲线在谐振点之后进入感性区,也就是说谐振频率往低频偏移的同时,电容的滤波效果变差。《电容的容值选择及FANOUT设计(上)》






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随着电源电压降低、电流增大的发展趋势日益明显,目标阻抗值也越来越小。部分的低压Core电源,设计目标阻抗不到10毫欧,设计难度不断增加。如何对PDN阻抗进行优化?请点击这里《电容的容值选择及FANOUT设计(下)》






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电容的作用范围称为其滤波半径,低频电容的滤波半径大,所以布局的时候可以放的稍微远一些。单纯滤波作用的低频电容讲究均匀摆放,不要扎堆布局。而中高频电容的滤波半径较小,需要严格靠近用电芯片管脚放置,不能离得太远,要不然电容就“不起作用”了,那么,电容的滤波半径到底是怎么回事?《电容的布局布线 - “电源加磁珠”,想说爱你不容易(上)》






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通过对滤波半径的分析,我们了解了“全局电容”与“局部电容”的区别。当电容呈现“全局特性”的时候,电容的位置其实没有想象中辣么重要。那是否就意味着电容的布局就可以随心所欲了呢?如果不是,为什么呢?没错,会影响安装电感。《电容的布局布线 - “电源加磁珠”,想说爱你不容易(中)》






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电容在多层板设计中倾向于呈现“全局特性”,而对于屡见不鲜的“电源加磁珠”设计,究其根源,无外乎磁珠可以滤除高频噪声云云,可是,磁珠的滥用也会影响电容在全局范围起作用。同时电源种类太多,还会带来其他问题。《电容的布局布线 - “电源加磁珠”,想说爱你不容易(下)》






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PDN阻抗仿真除了可以通过AC阻抗判断电源网络的交流噪声是否满足要求,对于有些保守的设计,还能帮你省下真金白银,真实的案例就在这里《降成本设计,刻不“容”缓》






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说好不哭,直到电流“烧”红了过孔……


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