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How to Maintain Power Integrity in your PCB Understanding the PCB Design Process Power Analyzer by Keysight PDN Analyzer PDN Analyzer for DC Power Integrity PDN Design for the PCB Designer
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ノイズの多い電源レール ノイズの多い電源レールのフィルタリング方法 1 min Blog 電気技術者 電気技術者 電気技術者 電源がオシロスコープでクリーンな電力を生産しているように見えても、実際のシステムでの電源の動作はノイズを生じさせたり、ノイズに影響されやすいことがあります。電源レールはしばしば、同じ電圧でシステム内の複数のデバイスに電力を供給する必要がありますが、システムの異なる部分でクリーンな電力が必要です。その場合、メインレール上のノイズは、システムの異なる部分に供給される前にクリーンアップする必要があります。 コンポーネントが動作する周波数範囲に応じて、これは単純なフィルタ回路、追加のキャパシタンス、および特定の場合にはフェライトビーズを使用して行うことができます。したがって、このブログでは、ターゲットデバイスに電力を供給するために電源レール上で異なるタイプのフィルタ回路を使用できる場合についていくつかのケースを概説します。場合によっては、レールを複数のレギュレータを持つ異なるレールに分けるのが最善の場合もありますが、他の場合では、単一のレールから引き出して異なるデバイスにクリーンな電力を供給するためにフィルタリングすることができます。 クリーンな電力のためにフィルタリングが適用される場所 クリーンな電力が異なるデバイスに届くようにフィルタリングを適用する場所を視覚化することができます。下の画像は、電源ツリーのブロック図としての例を示しており、電源ツリーの異なるセクションにフィルタリングが適用されています。この画像は、レールが直流電圧を提供し、各レールから複数のデバイスが引き出されていることを前提としています。 ここで重要な文脈は周波数の問題です。異なる周波数範囲で電力を必要とする異なるデバイスは、異なるタイプのフィルタリングで動作することができます。例えば、DCでのみ動作するデバイスには、低いカットオフを持つローパスフィルタリングが適しています。対照的に、非常に高速なI/Oを持つデジタルデバイスは、DCレールから電力を引き出しているにもかかわらず、非常に高い周波数まで低インピーダンスを持つ電源レールが必要です。 異なる周波数範囲での電力の安定性が、どのタイプのフィルタリングが適切かを決定します。 以下の表は、異なるタイプのフィルタリングが使用できる例をいくつか概説しています。 直流負荷 ローパスフィルタリング、高次のフィルタ回路である可能性があります 低周波数（DCからMHz） RCまたはLC回路を用いたローパスフィルタリング、ポールフリーの伝達関数が必要です 高周波数（MHzからGHz） 通常はデジタルコンポーネントの領域で、非常に低いインダクタンスを持つキャパシタンスが必要です さて、異なる周波数範囲での例を見てみましょう。 直流コンポーネント コンポーネントがDC電源のみを必要とし、電源レールにスイッチング動作やAC電流が流れない場合、低通フィルタリングが適切です。これには、高次の低通フィルタリングも含まれます。以下のコンポーネントや回路のいずれかで適用できます： 低通LCフィルタ 低通RCフィルタ フェライトビーズ 大容量キャパシタ 記事を読む
電源供給の電流処理問題を理解する 電源供給の電流処理問題を理解する：原因と解決策 1 min Blog PCB設計者 PCB設計者 PCB設計者 電子機器の最適な性能を実現するためには、電源の電流処理問題をトラブルシューティングすることが重要です。 このビデオでは、電源が定義された出力電流を処理できない一般的な理由と、これらの問題を解決するための実用的な解決策を探ります。電源を設計する場合も、既存のものを修理する場合も、電源の構造を理解することが、これらの問題を迅速に解決する鍵となります。 このガイドは主に、100Wまでのアプリケーションで広く使用されている フライバック型電源に焦点を当てています。フライバックコンバータのブロック図を調べることで、電流制御メカニズムの複雑さを理解することができます。 電源を一から作成する場合、正確なトランスフォーマーの計算や適切な巻線技術などの設計上の考慮事項が不可欠です。修理を試みる場合は、電流センス抵抗器やMosfetを評価し、 PWMコントローラに潜在的な損傷がないかを評価することが重要です。 このガイドで説明されているステップバイステップのトラブルシューティング技術に従うことで、電源の電流処理問題を効果的に診断し、解決するために必要な知識とスキルを身につけることができます。
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電圧変動 電圧変動を防ぐ方法を知っていますか？ 1 min Blog 電源の問題で最も一般的なタイプの一つが出力電圧の変動です。この問題は、入力電圧の変動、負荷電流の予期せぬ変化、フィードバック制御ループの不具合、スイッチング周波数の問題、コンポーネントの許容差、温度変動、および部品の経年劣化など、さまざまな要因によって引き起こされます。 この記事では、出力電圧の変動の原因を簡単に探り、これらの問題を解決し、防止する方法についての洞察を提供します。 入力電圧の変動 電源（またはレギュレータチップ）への入力電圧は、レギュレータチップの絶対最大/最小限界を超える可能性があります。レギュレータ/コントローラチップはこれらの変動を処理できず、変動の頻度に応じて、出力電圧が低下したり、増加したり、または大量のリップルが発生する可能性があります。 例えば、テキサス・インスツルメンツ社の有名なLM2576-5.0 [1] レギュレータチップのアプリケーション図（図1）をご覧ください。入力電圧の変動範囲は7-40V（HVバージョンでは60V）であることが明記されています。別の例として、Power Integrations社のLNK30Xチップ（図2）[2]があります。ここでは、入力AC電圧が265VACを超えてはならず、85VAC以下になってはならないと記載されています。そうでないと、特に負荷がかかった場合に出力電圧が変動する可能性があります。 電源が、最小/最大範囲内であっても、入力で急激な大きな電圧変動に対処できない場合があることに注意する必要があります。これも出力電圧の変動を引き起こす可能性があります。 図1 LM2576-5.0 バックコンバータチップのアプリケーション図 図2 LinkSwitch-TN ユニバーサル入力、12V-120mA出力 負荷変更 電源は、負荷電流の急激な変化に対応できない場合があり、その結果出力電圧が変動することがあります。例えば、電源の電流供給能力が最大3Aで評価されている場合、負荷が突然4Aを引き出した場合、これが周期的に発生すると、出力電圧が低下し変動することになります。 さらに、負荷の電流が限定された範囲内で変動する場合でも、電源は「負荷ステップ応答」に対して調整およびテストされなければなりません。これは、DC負荷を使用して行います。簡単に言うと、DC負荷は周期的に負荷パルス（例：低電流レベル：1A、高電流レベル：3A）を供給出力に適用し、出力電圧がリンギング（振動）を起こさないか監視します。これは、負荷電流が大幅に頻繁に変更される可能性があるアプリケーション、例えばドライバーがヘッドライト、加熱要素などを頻繁にON/OFFするかもしれない車などで、必要なテストです。図3は調整されていない電源[3]を、図4は負荷ステップ応答テストに合格した改良/調整された電源[3]を示しています。 図3 調整されていない電源（ピンク：電流パルス、黄色：出力電圧、オレンジ：出力電圧（4P-平均） 記事を読む
PCBパワーインテグリティー PCBパワーインテグリティーの完全ガイド: 基板からパッケージまで 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 シミュレーションエンジニア PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア この記事では、PCB からパッケージまでのすべてを含む、パワーインテグリティーの完全な概要を説明します。 記事を読む
パッケージ PDN パッケージPDNが電力整合性にどのような影響を与えるのか？ 1 min Blog コンポーネントパッケージには、それぞれの動作に影響を与え、PCB内での補償を促進する独自の電力分配ネットワーク（PDN）があります。 記事を読む
PDNシミュレーションおよび分析ガイドカバー Ebook: PDNシミュレーションと分析ガイド 1 min Guide Books この電子ブックでは、SPICEを使用していくつかの基本的なPDNシミュレーションモデルを作成する方法と、業界標準のシミュレーションプログラムを使用してPDNインピーダンスを分析する方法を紹介します。 記事を読む
フェライトビーズPDN PDNシミュレーションにおけるフェライトビーズモデルと伝達インピーダンス 1 min Blog PCB設計者 電気技術者 シミュレーションエンジニア PCB設計者 PCB設計者 電気技術者 電気技術者 シミュレーションエンジニア シミュレーションエンジニア この記事では、PDNのフェライトと伝達インピーダンスについて調査します。PDN内のフェライトがスイッチング回路にどのような問題を引き起こすかを説明します。 記事を読む