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大功率直流稳压电源电路设计工程师不懂PDN谈何电源完整性?

在现代电子系统中,大功率直流稳压电源完整性涉及到的内容既广泛又复杂。通常认为,大功率直流稳压电源完整性包括从稳压器模块(VRM)到片上核心电源线以及片上电容等范围内的部分。大功率直流稳压电源分配网络(PDN)是指在VRM和片上Vdd-Vss电源线之间的所有这些内部连接(通常是感性),以及刻意设置的贮能器件(通常是容性)和损耗机制(阻尼现象)。本书重点介绍与Vdd电源线上的噪声相关的特定大功率直流稳压电源完整性问题,阐述的相关原理、提出的分析方法以及推荐的最佳设计实践,也能适用于其他信号完整性、功率完整性以及EMI问题。

内容介绍:

基于本书关注的重点,作者阐述了瞬时电流和PDN电压噪声之间的关系。
大功率直流稳压电源电路设计工程师不懂PDN谈何电源完整性?
(1)定义鲁棒性PDN指标。如果大功率直流稳压电源完整性工程师不知道芯片工作期间在最差情况下的瞬时电流详情,则不可能获得PDN的技术参数。因此,如果设计者不清楚瞬时电流特性,则只能“猜测”可以接受的PDN参数。很显然,这对于高性能电子系统的设计是非常危险的。

(2)如果大功率直流稳压电源设计工程师对片上核心器件的瞬时电流指标知道得越多,则设计者对PDN的阻抗和电源线上的噪声指标就掌握得越准确。因此,大功率直流稳压电源完整性设计师就能够从容地设计出有着最佳电路裕量,但电路的性价比指标更高的有效性设计。     

(3)在PDN系统中,有三个重要的术语,它们分别是瞬时电流波形、阻抗曲线和电压响应。如果电源工程师知道了其中任何两个特征,那么他们就可以推导出每个特定瞬态电流波形的第三个特征。因此,设计者可以利用这一非常有价值的结论来推动他们对PDN设计的了解。

作者引入了瞬时电流的概念,并讨论了该电流对电压响应的影响,并提供几个特定情况下的瞬时电流波形来加以说明和验证。这些知识能够帮助读者理解PDN的阻抗曲线,以及与特定电流模型之间的相互作用,并可以获得其相应的电压响应。




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