导语:在PCB设计领域,电源系统的优化至关重要,尤其是当产品的电压持续下降、电流不断增加时。为了确保电源系统的完整性和可靠性,本文将深入探讨如何有效地管理和解决PCB设计中的电源压降问题。
理论上,计算压降仅需基础物理知识,但实际应用中却涉及复杂的系统因素。工程师们可能会依赖经验公式来预估过孔数量和铜皮宽度,但这往往忽视了一个关键点:电源压降是一个全局性的问题,它受到整个系统参数变化的影响。
要全面理解这个问题,我们需要了解并分析电源路径中的流向。在图中,我们看到了一条示例电源平面,其标记出的区域是当前最为密集的流量路线。这部分区域显示出一致性,即越接近输出端,其通过流量越多。这一点与人行为类似——人们倾向于选择路径以减少阻力,以此保持能量或资源不被浪费。
然而,这种捷径导致某些区域出现高密度流量,并且使得一些过孔承受比它们设计所能承受的大量流量。一旦这些过孔受到超载,随着时间推移,它们可能会损坏,从而缩短板片使用寿命。此外,不均匀分布的过孔也可能对板片周期产生负面影响。
因此,对于大功率需求来说,更精细地规划过孔布局变得至关重要,而不是简单依赖经验法则。此外,还有其他两个关键因素需要考虑:温度和风速。当温度升高时,导体内直流阻抗增加,因此在高功耗环境中进行散热成为必要的一环。
总结来说,在设计PCB时,要确保满足载流能力之外,还必须考虑每个通道上的流量大小、路径上的流量分配以及工作环境中的温升等因素。本文旨在提供实用的指导,为工程师提供帮助,使他们能够更好地应对日益增长的地权电子设备对耐用性能要求。