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【華秋干貨鋪】電源PCB設(shè)計(jì)匯總

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發(fā)表于 2023-8-10 16:28:42 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
在《pcb設(shè)計(jì)丨電源設(shè)計(jì)的重要性》一文中,已經(jīng)介紹了電源設(shè)計(jì)的總體要求,以及不同電路的相關(guān)布局布線等知識(shí)點(diǎn),那么本篇內(nèi)容,小編將以RK3588為例,為大家詳細(xì)介紹其他支線電源的PCB設(shè)計(jì)。
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電源PCB設(shè)計(jì)
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01
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(nèi)的去耦電容,務(wù)必放在對(duì)應(yīng)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。
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RK3588芯片VDD_CPU_BIG0/1的電源管腳,保證每個(gè)管腳邊上都有一個(gè)對(duì)應(yīng)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。
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03
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?qū)挕?/font>
路徑不能被過孔分割太嚴(yán)重,必須計(jì)算有效線寬,確認(rèn)連接到CPU每個(gè)電源PIN腳路徑都足夠。
04
VDD_CPU_BIG的電源在外圍換層時(shí),要盡可能的多打電源過孔(12個(gè)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(shù)量保持一致,否則會(huì)大大降低電容作用。
05
VDD_CPU_BIG電流比較大需要雙層覆銅,VDD_CPU_BIG 電源在CPU區(qū)域線寬合計(jì)不得小于 300mil,外圍區(qū)域?qū)挾炔恍∮?00mil。
盡量采用覆銅方式降低走線帶來壓降(其它信號(hào)換層過孔請(qǐng)不要隨意放置,必須規(guī)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。

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電源平面會(huì)被過孔反焊盤破壞,PCB設(shè)計(jì)時(shí)注意調(diào)整其他信號(hào)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(huì)破壞銅皮,導(dǎo)致實(shí)際有效過流寬度僅為L(zhǎng)2+L3+L4=14.5mil。
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07
BIG0/1電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內(nèi)的GND過孔數(shù)量,建議≧12個(gè),如下圖所示。
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BIG電源PDN目標(biāo)阻抗建議值,如下表和下圖所示。

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電源PCB設(shè)計(jì)
VDD_LOGIC
01
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?qū)挕?/font>
路徑不能被過孔分割太嚴(yán)重,必須計(jì)算有效線寬,確認(rèn)連接到CPU每個(gè)電源PIN腳路徑都足夠。
02
如下圖(上)所示,原理圖上靠近RK3588的VDD_LOGIC電源管腳綠線以內(nèi)的去耦電容,務(wù)必放在對(duì)應(yīng)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。
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03
RK3588芯片VDD_LOGIC的電源管腳,每個(gè)管腳需要對(duì)應(yīng)一個(gè)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。

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04
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(qū)域線寬不得小于120mil,外圍區(qū)域?qū)挾炔恍∮?00mil。
盡量采用覆銅方式,降低走線帶來壓降(其它信號(hào)換層過孔請(qǐng)不要隨意放置,必須規(guī)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(shù)量建議≧12個(gè)。

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05
VDD_LOGIC的電源在外圍換層時(shí),要盡可能的多打電源過孔(8個(gè)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(shù)量保持一致,否則會(huì)大大降低電容作用,如下圖所示。
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06
電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內(nèi)的GND過孔數(shù)量,建議≧11個(gè),如下圖所示。

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電源PCB設(shè)計(jì)
VDD_GPU
01
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?qū)挕?/font>
路徑不能被過孔分割太嚴(yán)重,必須計(jì)算有效線寬,確認(rèn)連接到CPU每個(gè)電源PIN腳的路徑都足夠。
02
VDD_GPU 的電源在外圍換層時(shí),要盡可能的多打電源過孔(10個(gè)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(shù)量保持一致,否則會(huì)大大降低電容作用。
03
如下圖(上)所示,原理圖上靠近RK3588的VDD_GPU電源管腳綠線以內(nèi)的去耦電容務(wù)必放在對(duì)應(yīng)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。
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04
RK3588芯片VDD_GPU的電源管腳,每個(gè)管腳需要對(duì)應(yīng)一個(gè)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。
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05
VDD_GPU電源在GPU區(qū)域線寬不得小于300mil,外圍區(qū)域?qū)挾炔恍∮?00mil,采用兩層覆銅方式,降低走線帶來壓降。
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06
電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內(nèi)的GND過孔數(shù)量,建議≧14個(gè),如下圖所示。

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設(shè)計(jì)完P(guān)CB后,一定要做分析檢查,才能讓生產(chǎn)更順利,這里推薦一款可以一鍵智能檢測(cè)PCB布線布局最優(yōu)方案的工具:華秋DFM軟件,只需上傳PCB/Gerber文件后,點(diǎn)擊一鍵DFM分析,即可根據(jù)生產(chǎn)的工藝參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的PCB板進(jìn)行可制造性分析。
華秋DFM軟件是國(guó)內(nèi)首款免費(fèi)PCB可制造性和裝配分析軟件,擁有300萬+元件庫,可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能,開發(fā)了19大項(xiàng),52細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則,PCBA組裝的分析功能,開發(fā)了10大項(xiàng),234細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則。
基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問題,能幫助設(shè)計(jì)工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問題,且能夠滿足工程師需要的多種場(chǎng)景,將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低,減少成本。

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電源PCB設(shè)計(jì)
VDD_NPU
01
VDD_NPU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?qū)挕?/font>
路徑不能被過孔分割太嚴(yán)重,必須計(jì)算有效線寬,確認(rèn)連接到CPU每個(gè)電源PIN腳的路徑都足夠。
02
VDD_NPU的電源在外圍換層時(shí),要盡可能的多打電源過孔(7個(gè)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(shù)量保持一致,否則會(huì)大大降低電容作用。
03
如下圖(上)所示,原理圖上靠RK3588的VDD_NPU電源管腳綠線以內(nèi)的去耦電容務(wù)必放在對(duì)應(yīng)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。
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RK3588芯片VDD_NPU的電源管腳,每個(gè)管腳就近有一個(gè)對(duì)應(yīng)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。
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05
VDD_NPU電源在NPU區(qū)域線寬不得小于300mil,外圍區(qū)域?qū)挾炔恍∮?00mil。
盡量采用覆銅方式,降低走線帶來的壓降(其它信號(hào)換層過孔請(qǐng)不要隨意放置,必須規(guī)則放置,盡量騰出空間走電源,也有利于地層的覆銅)。
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06
電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內(nèi)的GND過孔數(shù)量,建議≧9個(gè)。
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電源PCB設(shè)計(jì)
VDD_CPU_LIT
01
VDD_CPU_LIT覆銅寬度需滿足芯片電流需求,連接到芯片電源管腳的覆銅足夠?qū)挕?/font>
路徑不能被過孔分割太嚴(yán)重,必須計(jì)算有效線寬,確認(rèn)連接到CPU每個(gè)電源PIN腳的路徑都足夠。
02
VDD_CPU_LIT的電源在外圍換層時(shí),要盡可能的多打電源過孔(9個(gè)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(shù)量保持一致,否則會(huì)大大降低電容作用。
03
如下圖(上)所示,原理圖上靠近RK3588的VDD_CPU_LIT電源管腳綠線以內(nèi)的去耦電容務(wù)必放在對(duì)應(yīng)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。
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RK3588芯片VDD_CPU_LIT的電源管腳,每個(gè)管腳就近有一個(gè)對(duì)應(yīng)過孔,并且頂層走“井”字形,交叉連接,如下圖建議走線線寬10mil。
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05
VDD_CPU_LIT電源在CPU區(qū)域線寬不得小于120mil,外圍區(qū)域?qū)挾炔恍∮?00mil。
采用雙層電源覆銅方式,降低走線帶來壓降(其它信號(hào)換層過孔請(qǐng)不要隨意放置,必須規(guī)則放置,盡量騰出空間走電源,也有利于地層的覆銅)。
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電源過孔40mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內(nèi)的GND過孔數(shù)量,建議≧9個(gè)。
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電源PCB設(shè)計(jì)
VDD_VDENC
01
VDD_VDENC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?qū)挕?/font>
路徑不能被過孔分割太嚴(yán)重,必須計(jì)算有效線寬,確認(rèn)連接到CPU每個(gè)電源PIN腳的路徑都足夠。
02
VDD_VDENC電源在外圍換層時(shí),要盡可能的多打電源過孔(9個(gè)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(shù)量保持一致,否則會(huì)大大降低電容作用。
03
如下圖(上)所示,原理圖上靠近RK3588的VDD_VDENC電源管腳綠線以內(nèi)的去耦電容務(wù)必放在對(duì)應(yīng)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。
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RK3588芯片VDD_VDENC的電源管腳,每個(gè)管腳就近有一個(gè)對(duì)應(yīng)過孔,并且頂層走“井”字形,交叉連接,如下圖建議走線線寬10mil。
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05
VDD_VDENC電源在CPU區(qū)域線寬不得小于100mil,外圍區(qū)域?qū)挾炔恍∮?00mil,采用雙層電源覆銅方式,降低走線帶來壓降。
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06
電源過孔30mil范圍(過孔中心到過孔中心間距)內(nèi)的GND過孔數(shù)量,建議≧8個(gè)。

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電源PCB設(shè)計(jì)
VCC_DDR
01
VCC_DDR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?qū)挕?/font>
路徑不能被過孔分割太嚴(yán)重,必須計(jì)算有效線寬,確認(rèn)連接到CPU每個(gè)電源PIN腳的路徑都足夠。
02
VCC_DDR的電源在外圍換層時(shí),要盡可能的多打電源過孔(9個(gè)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(shù)量保持一致,否則會(huì)大大降低電容作用。
03
如下圖(上)所示,原理圖上靠近RK3588的VCC_DDR電源管腳的去耦電容務(wù)必放在對(duì)應(yīng)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,其余的去耦電容盡量靠近RK3588,如下圖(下)所示。

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RK3588芯片VCC_DDR的電源管腳,每個(gè)管腳需要對(duì)應(yīng)一個(gè)過孔,并且頂層走“井”字形,交叉連接,如下圖建議走線線寬10mil。
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# Y' M/ Q* @+ K" v, a, x& ]4 C
當(dāng)LPDDR4x 時(shí),鏈接方式如下圖所示。
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VCC_DDR電源在CPU區(qū)域線寬不得小于120mil,外圍區(qū)域?qū)挾炔恍∮?00mil。
盡量采用覆銅方式,降低走線帶來壓降(其它信號(hào)換層過孔請(qǐng)不要隨意放置,必須規(guī)則放置,盡量騰出空間走電源,也有利于地層的覆銅)。

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設(shè)計(jì)完P(guān)CB后,一定要做分析檢查,才能讓生產(chǎn)更順利,這里推薦一款可以一鍵智能檢測(cè)PCB布線布局最優(yōu)方案的工具:華秋DFM軟件,只需上傳PCB/Gerber文件后,點(diǎn)擊一鍵DFM分析,即可根據(jù)生產(chǎn)的工藝參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的PCB板進(jìn)行可制造性分析。
華秋DFM軟件是國(guó)內(nèi)首款免費(fèi)PCB可制造性和裝配分析軟件,擁有300萬+元件庫,可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能,開發(fā)了19大項(xiàng),52細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則,PCBA組裝的分析功能,開發(fā)了10大項(xiàng),234細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則。
基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問題,能幫助設(shè)計(jì)工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問題,且能夠滿足工程師需要的多種場(chǎng)景,將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低,減少成本。
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