低溫等離子體電源完整性電源系統(tǒng)規(guī)劃要注意的幾個(gè)點(diǎn)
低溫等離子體電源完整性電源系統(tǒng)噪聲余量剖析絕大多數(shù)芯片都會(huì)給出一個(gè)正常工作電壓范圍,通常為±5%。傳統(tǒng)穩(wěn)壓片的輸出電壓精度一般為±2.5%,因此電源噪聲的峰值幅度不宜大于±2.5%。精度是有條件的,包括負(fù)載情況、工作溫度等限制,因此要有余量。
? ? ? ??
二、整機(jī)低溫等離子體電源噪音余量的核算。
? ? ? ? 例如芯片的正常工作電壓是3.13V到3.47V,穩(wěn)壓芯片的名義輸出是3.3V。整機(jī)安裝在電路板上,整機(jī)電源穩(wěn)壓芯片輸出3.36V。然后,允許的電壓變化幅度是3.47-3.36=0.11V=110毫伏。穩(wěn)壓片輸出精度±1%,即±3.363*1%=±33.6毫伏。電力系統(tǒng)噪聲的余量是110-33.6=76.4毫伏。
? ? ? ??
三、低溫等離子體電源整流器電源噪音如何產(chǎn)生。
? ? ? ? 穩(wěn)壓電源芯片本身的輸出不穩(wěn)定,會(huì)產(chǎn)生一定波動(dòng)。二是穩(wěn)壓電源不能實(shí)時(shí)響應(yīng)負(fù)載對(duì)電流要求的快速變化。整流電源穩(wěn)壓電源芯片感知其輸出電壓的變化,調(diào)整其輸出電流,使其回到額定輸出電壓。其三,負(fù)載瞬態(tài)電流在電源途徑阻抗和地途徑阻抗上產(chǎn)生的壓降,引腳及焊盤(pán)本身都會(huì)有寄生電感,瞬態(tài)電流流經(jīng)該通道時(shí)必然產(chǎn)生壓降,因此,電源完整性因此,負(fù)載芯片電源引腳處的電壓會(huì)隨瞬態(tài)電流的變化而搖動(dòng),這就是發(fā)生阻抗時(shí)產(chǎn)生的電源噪聲。
? ? ? ??
四、低溫等離子體電源完整性電容退耦的兩種解釋選擇電容退耦是解決噪聲問(wèn)題的主要方法。這種方法對(duì)于響應(yīng)進(jìn)步暫態(tài)電流、降低電源分配系統(tǒng)阻抗都是非常有用的。4.1從能量?jī)?chǔ)存的角度闡明電容的退耦原理在電路板制造過(guò)程中,通常會(huì)將大量的電容放在負(fù)載芯片的周?chē)?,這些電容就起到了電源退耦的作用。由于負(fù)載芯片內(nèi)部晶體管電平轉(zhuǎn)換速度極快,當(dāng)負(fù)載瞬態(tài)電流發(fā)生變化時(shí),必須在短的時(shí)間內(nèi)為負(fù)載芯片提供滿意的電流。但是穩(wěn)壓電源不能很快響應(yīng)負(fù)載電流的變化,因此,I0電流不能立即滿足負(fù)載瞬態(tài)電流的要求,因此負(fù)載芯片的電壓會(huì)下降。但是由于電容電壓與負(fù)載電壓相同,因此在電容兩頭都存在電壓變化。就電容而言,電壓變化必然會(huì)產(chǎn)生電流,此時(shí)電容對(duì)負(fù)載放電,電流Ic不再是0,電流供給負(fù)載芯片。如果電容C滿足較大的要求,并且電壓變化很小,電容就能滿足較大的電流,滿足負(fù)載態(tài)電流的要求。等于把電能的一部分預(yù)先儲(chǔ)存起來(lái),在需要負(fù)荷時(shí)就會(huì)釋放出來(lái),也就是說(shuō),電容就是儲(chǔ)能元件。電力整機(jī)儲(chǔ)能電容的存在,可以迅速補(bǔ)充負(fù)載所消耗的能量,從而保證負(fù)載兩頭電壓不會(huì)發(fā)生過(guò)大的變化,此時(shí)電容所承擔(dān)的是部分電源角色。以能量?jī)?chǔ)存的觀點(diǎn)來(lái)理解電源退耦,非常直觀易懂,但對(duì)電路規(guī)劃幫助不大。以阻抗的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)電容的退耦,可以讓我們?cè)陔娐芬?guī)劃中有章可循。在實(shí)際應(yīng)用中,在確定電源分配系統(tǒng)的去耦電容時(shí),采用了阻抗的概念。4.2通過(guò)阻抗視圖了解退耦原理。
? ? ? ??
五、低溫等離子體電源完整性應(yīng)注意電容特性。
? ? ? ? 在實(shí)際工作中,正確使用電容進(jìn)行電源退耦,必須了解電容的頻率特性。實(shí)際上并沒(méi)有理想的電容,這就是為什么人們常常聽(tīng)到“電容不僅僅是電容”。實(shí)用型電容器總有一些寄生參數(shù),它們?cè)诘皖l時(shí)表現(xiàn)得不明顯,但在高頻時(shí),它們的重要性可能超過(guò)了容值本身。由磁場(chǎng)能量變化的視點(diǎn)可以很容易理解,當(dāng)電流發(fā)生變化時(shí),磁場(chǎng)能量也會(huì)發(fā)生變化,但能量躍升是不可能的,體現(xiàn)了電感的特性。寄生電感可延遲電容電流的變化,增大電感可增大電容充放電阻抗,延長(zhǎng)了電源完整性反應(yīng)時(shí)間。自共振頻率點(diǎn)是區(qū)分電容與諧振的兼容性還是感性的分界點(diǎn),當(dāng)頻率高于諧振頻率時(shí),“電容不再是電容”,因此退耦效果就會(huì)降低。與等效串聯(lián)電感相關(guān)的電容與生產(chǎn)工藝、封裝規(guī)模有關(guān),一般小封裝的等效串聯(lián)電感較低,寬體封裝的等效串聯(lián)電感較窄體封裝的高。將一些大的電容放在電路板上,一般是坦電容或電解電容。這種電容具有很低的ESL,但ESR很高,因此Q值很低,實(shí)用頻率范圍很寬,非常適用于板級(jí)電源濾波。質(zhì)量因數(shù)越高,電路在電感或電容上的電壓就越高,附加電壓就越多。在一定頻偏下,Q值越高,電流衰減越快,諧振曲線越尖銳。換句話說(shuō),電路的挑選性是由電路的Q元素決定的,電源完整性Q值越高,挑選性越好。6.低溫等離子體電源完整性部分的解耦規(guī)劃方法為了保證邏輯電路正常工作,有必要表示電路邏輯狀態(tài)的電平值以一定的比例下降。例如,對(duì)于3.3V邏輯,高電壓大于2V是邏輯1,低電壓小于0.8V是邏輯0。將電容置于鄰近器件上,并跨接于電源插頭與地插頭之間。一般情況下,電容充電,儲(chǔ)存部分電量。低溫等離子體電源功率整流器不需要VCC來(lái)供給電路轉(zhuǎn)換所需的瞬態(tài)電流,電容相當(dāng)于一小塊電源。因此,電源和地端的寄生電感都被繞道掉了,在這一段時(shí)間內(nèi),寄生電感沒(méi)有電流流過(guò),因此也不存在感應(yīng)電壓。通常將兩個(gè)或多個(gè)電容平行放置,以減小電容本身的串聯(lián)電感,從而降低電容充放電回路的阻抗。注意:電容的放置,設(shè)備間隔,設(shè)備方式,電容選擇。