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一文詳解電源PCB設計匯總(上篇)

PCB學習醬 ? 2023-08-29 11:37 ? 次閱讀

《PCB設計丨電源設計的重要性》一文中,已經介紹了電源設計的總體要求,以及不同電路的相關布局布線等知識點,那么本篇內容,小編將以RK3588為例,為大家詳細介紹其他支線電源的PCB設計

本次內容篇幅較長,被分成了上下兩部分,感興趣的朋友可以關注公眾號【華秋DFM】,并搜索《電源PCB設計匯總(下)》繼續學習。

一、電源PCB設計│VDD_CPU_BIG0/1

1、如下圖(上)所示的濾波電容,原理圖上靠近RK3588的VDD_CPU_BIG電源管腳綠線以內的去耦電容,務必放在對應的電源管腳背面,電容GND PAD盡量靠近芯片中心的GND管腳放置,如下圖(下)所示。其余的去耦電容盡量擺放在芯片附近,而且需要擺放在電源分割來源的路徑上。

wKgZomTUoK6ANLSLAAA3gjpq_Tw672.jpgwKgaomTUoK6AAuRcAAEwPmiQgaE904.jpg

2、RK3588芯片VDD_CPU_BIG0/1的電源管腳,保證每個管腳邊上都有一個對應的過孔,并且頂層走“井”字形,交叉連接。如下圖是電源管腳扇出走線情況,建議走線線寬10mil。

wKgZomTUoK6ANwrfAAc-z5Dh_e4390.jpg

3、VDD_CPU_BIG0/1覆銅寬度需滿足芯片的電流需求,連接到芯片電源管腳覆銅足夠寬。路徑不能被過孔分割太嚴重,必須計算有效線寬,確認連接到CPU每個電源PIN腳路徑都足夠。

4、VDD_CPU_BIG的電源在外圍換層時,要盡可能的多打電源過孔(12個及以上0.5*0.3mm的過孔),降低換層過孔帶來的壓降。去耦電容的GND過孔要跟它的電源過孔數量保持一致,否則會大大降低電容作用。

5、VDD_CPU_BIG電流比較大需要雙層覆銅,VDD_CPU_BIG 電源在CPU區域線寬合計不得小于 300mil,外圍區域寬度不小于600mil。盡量采用覆銅方式降低走線帶來壓降(其它信號換層過孔請不要隨意放置,必須規則放置,盡量騰出空間走電源,也有利于地層的覆銅),如下圖所示。

wKgZomTUoK6ARTb6AAViWqrpeqU035.jpgwKgaomTUoK6AE1IxAAZ_etBvJXw898.jpg

6、電源平面會被過孔反焊盤破壞,PCB設計時注意調整其他信號過孔的位置,使得電源的有效寬度滿足要求。下圖L1為電源銅皮寬度58mil,由于過孔的反焊盤會破壞銅皮,導致實際有效過流寬度僅為L2+L3+L4=14.5mil。

wKgaomTUoK6AULfZAAD0ASZYIHg782.jpg

7、BIG0/1電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內的GND過孔數量,建議≧12個,如下圖所示。

wKgaomTUoK6Aah0YAAJtO1rhgoA809.jpg

8、BIG電源PDN目標阻抗建議值,如下表和下圖所示。

wKgZomTUoK6AKZC2AAAEkLjxxSg516.jpgwKgZomTUoK6AOvsqAAFKL6B71Xo794.jpg

二、電源PCB設計│VDD_LOGIC

1、VDD_LOGIC的覆銅寬度需滿足芯片的電流需求,連接到芯片電源管腳的覆銅足夠寬。路徑不能被過孔分割太嚴重,必須計算有效線寬,確認連接到CPU每個電源PIN腳路徑都足夠。

2、如下圖(上)所示,原理圖上靠近RK3588的VDD_LOGIC電源管腳綠線以內的去耦電容,務必放在對應的電源管腳背面,電容的GND管腳盡量靠近芯片中心的GND管腳放置,如下圖(下)所示。其余的去耦電容盡量擺放在RK3588芯片附近,并擺放在電源分割來源的路徑上。

wKgaomTUoK6ABF7_AAGok1VuWgk980.jpgwKgaomTUoK6ALDvMAAGJV2g3JfY880.jpg

3、RK3588芯片VDD_LOGIC的電源管腳,每個管腳需要對應一個過孔,并且頂層走“井”字形,交叉連接,如下圖所示,建議走線線寬10mil。

wKgZomTUoK6AXRs_AAHRCK2QDAo813.jpg

4、BIG0/1電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間VDD_LOGIC電源在CPU區域線寬不得小于120mil,外圍區域寬度不小于200mil。盡量采用覆銅方式,降低走線帶來壓降(其它信號換層過孔請不要隨意放置,必須規則放置,盡量騰出空間走電源,也有利于地層的覆銅),GND過孔數量建議≧12個。

wKgaomTUoK6AVDbtAAA89DIF19I525.jpg

5、VDD_LOGIC的電源在外圍換層時,要盡可能的多打電源過孔(8個以上10-20mil的過孔),降低換層過孔帶來的壓降。去耦電容的GND過孔要跟它的電源過孔數量保持一致,否則會大大降低電容作用,如下圖所示。

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6、電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內的GND過孔數量,建議≧11個,如下圖所示。

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三、電源PCB設計│VDD_GPU

1、VDD_GPU的覆銅寬度需滿足芯片的電流需求,連接到芯片電源管腳的覆銅足夠寬。路徑不能被過孔分割太嚴重,必須計算有效線寬,確認連接到CPU每個電源PIN腳的路徑都足夠。

2、VDD_GPU 的電源在外圍換層時,要盡可能的多打電源過孔(10個以上0.5*0.3mm的過孔),降低換層過孔帶來的壓降。去耦電容的GND過孔要跟它的電源過孔數量保持一致,否則會大大降低電容作用。

3、如下圖(上)所示,原理圖上靠近RK3588的VDD_GPU電源管腳綠線以內的去耦電容務必放在對應的電源管腳背面,電容的GND PAD盡量靠近芯片中心的GND管腳放置,如下圖(下)所示。其余的去耦電容盡量擺放在RK3588芯片附近,并需要擺放在電源分割來源的路徑上。

wKgaomTUoK-ALdRjAAGRq6PKbRs404.jpgwKgZomTUoK-ADbDiAAEcwD-SZdc221.jpg

4、RK3588芯片VDD_GPU的電源管腳,每個管腳需要對應一個過孔,并且頂層走“井”字形,交叉連接,如下圖所示,建議走線線寬10mil。

wKgZomTUoK-AFjiSAAB_kxMd3bk927.jpg

5、VDD_GPU電源在GPU區域線寬不得小于300mil,外圍區域寬度不小于500mil,采用兩層覆銅方式,降低走線帶來壓降。

wKgaomTUoK-AQwFtAAUEaCLuYvE936.jpg

6、電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內的GND過孔數量,建議≧14個,如下圖所示。

wKgZomTUoK-AUH8qAATJg6zrY98711.jpg

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