So optimieren Sie Ihr Stromverteilungsnetzwerk in nur vier Schritten

David Haboud
|  Erstellt: Februar 21, 2017  |  Aktualisiert am: November 23, 2020

Moderne Designer stehen vor einem Problem, über das wir traditionell nicht nachdenken mussten: die Integrität des Stromverteilungsnetzwerks (Power Distribution Network, PDN). Wir alle kennen die Notwendigkeit der Signalintegrität seit Jahrzehnten, aber die Leistungsintegrität wurde ebenso lange vernachlässigt. Traditionell hatten wir genügend Platz, um dedizierte Stromebenen zu nutzen, die unseren Entwürfen problemlos alles Nötige für den Betrieb lieferten.

Aber während wir weiterhin die physischen Grenzen unserer Entwürfe ausreizen, indem wir mehr Komponenten in kleinere Formfaktoren quetschen, benötigen wir eine Methode, um unser Power Distribution PCB Design zu optimieren, während wir gleichzeitig die schrumpfenden Formfaktoren beibehalten. Was wäre, wenn Sie die Formen Ihrer Stromebenen direkt in Ihrer Designumgebung optimieren könnten, ohne jemals auf einen physischen Prototypen oder einen Simulationsspezialisten angewiesen zu sein?

PDN Analyzer, angetrieben von CST®, bietet einen Weg zur Integrität innerhalb der Altium Designer®-Arbeitsumgebung. Der traditionell langwierige und mühsame Analyseprozess kann jetzt in mehrere Schritte unterteilt werden, die in Ihrer Designumgebung abgeschlossen werden können, sodass Sie Änderungen vornehmen und die Analyse in Echtzeit erneut durchführen können.

Hier ist, wie Sie Ihr in nur vier Schritten leicht optimieren können:

1. Definieren Sie Ihr Quellen-Stromnetz, Last-Stromnetz und Erdungsnetz

Sie können alle analysierbaren Komponenten in Ihrer Gleichstromschiene finden, indem Sie Ihre Strom-, Last- und Masseleitungen auswählen. Um dies zu tun, wählen Sie einfach die Netze aus, die Sie analysieren möchten, und es werden automatisch Signalpfade unter Verwendung vorhandener passiver Komponenten erstellt, um die Lücke zwischen den Netzen zu überbrücken. Sie müssen sich nie wieder Gedanken darüber machen, alle Verbindungen zwischen den Netzen nachzuverfolgen.

2. Definieren Sie Ihr Quellgerät und Lastgerät(e) in Bezug auf eine spezifische Gleichstromschiene von Interesse

Alle Quellen und Lasten werden gefiltert, um nur die Komponenten anzuzeigen, die mit allen Netzen Ihrer Gleichstromschiene verbunden sind. Sie können die wichtigen Lasten für Ihre Analyse leicht identifizieren, ohne Zeit damit zu verschwenden, alle Komponenten in Ihrem Design nach den richtigen Komponenten zu durchsuchen.

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3. Definieren Sie die Spannung des Quellnetzes und den maximalen Strom

Das Definieren der Spannung und des Stroms von Ihrer Quelle ist wesentlich, um zu bestimmen, wie Ihr für die Analyse funktionieren wird. In diesem Fall können Sie die oberen und unteren Grenzen Ihres Designs testen. Zum Beispiel können Sie visuell Bereiche hoher Stromdichte und unerwartete Spannungsabfälle sehen.

Das Identifizieren dieser Bereiche erleichtert die Optimierung der Abmessungen von Stromformen, indem Ihnen Bereiche gezeigt werden, die eine Änderung erfordern. Sie haben auch den zusätzlichen Vorteil, mögliche resonante Strukturen zu bestimmen, die aus Ihrem Design entfernt werden sollen.

4. Definieren Sie den Lastnetzstrom und die minimalen Spannungspegel in Bezug auf ein spezifisches Stromnetz

Sie können die notwendigen Spannungs- und Stromabnahmen von Komponentenlasten analysieren, um deren ordnungsgemäße Nutzung auf Ihrer Leiterplatte sicherzustellen. Die Visualisierung der Spannungs- und Stromdichteflüsse gibt Ihnen die Gewissheit, dass Ihr Design wie beabsichtigt funktionieren wird und ermöglicht es Ihnen, Probleme mit dem Rückstrom in Ihrem Design leicht zu erkennen.

Die Analyse für jede PCB zugänglich machen

Stromdichtediagramm von Last zu Quelle

Mit diesen vier Schritten können Designer jeder Erfahrungsstufe die Vorteile der Analyse nutzen, einschließlich: reduzierte Leiterbahnbreiten, optimierte Rückströme und eliminierte resonante Masseflächenformen. Möchten Sie Ihr Design bereits während der Entwurfsphase optimieren? Registrieren Sie sich jetzt für eine kostenlose Testversion heute

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Über den Autor / über die Autorin

Über den Autor / über die Autorin

David Haboud ist Produktmarketing-Ingenieur bei Altium. Er studierte Elektrotechnik mit den Schwerpunkten Computerarchitektur und Hardware-/Software- Design an der University of Southern California. David begann seine Karriere als Embedded- Software-Ingenieur in der Luft- und Raumfahrtindustrie und war stets bestrebt, die Kommunikation zwischen Hardware- und Software-Ingenieuren zu erleichtern. Während seiner Tätigkeit als Embedded-Software-Ingenieur konzentrierte er sich auf die Entwicklung von Firmware und die Datenerfassung für Hilfsturbinen. In seiner Freizeit moderiert und performt David in Improvisations- und Stand-up-Comedynächten in San Diego, Kalifornien.

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