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【华秋干货铺】电源PCB设计汇总

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发表于 2023-8-10 16:28:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
在《pcb设计丨电源设计的重要性》一文中,已经介绍了电源设计的总体要求,以及不同电路的相关布局布线等知识点,那么本篇内容,小编将以RK3588为例,为大家详细介绍其他支线电源的PCB设计。
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电源PCB设计

  B3 o1 h0 w' o5 t% _2 O* J3 V! h
01
如下图(上)所示的滤波电容,原理图上靠近RK3588的VDD_CPU_BIG电源管脚绿线以内的去耦电容,务必放在对应的电源管脚背面,电容GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。
其余的去耦电容尽量摆放在芯片附近,而且需要摆放在电源分割来源的路径上。
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02
RK3588芯片VDD_CPU_BIG0/1的电源管脚,保证每个管脚边上都有一个对应的过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接。
如下图是电源管脚扇出走线情况,建议走线线宽10mil。
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7 z& a' r8 E- X) J, ]
03
VDD_CPU_BIG0/1覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚覆铜足够宽。
路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚路径都足够。
04
VDD_CPU_BIG的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(12个及以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。
去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。
05
VDD_CPU_BIG电流比较大需要双层覆铜,VDD_CPU_BIG 电源在CPU区域线宽合计不得小于 300mil,外围区域宽度不小于600mil。
尽量采用覆铜方式降低走线带来压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜),如下图所示。
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06
电源平面会被过孔反焊盘破坏,PCB设计时注意调整其他信号过孔的位置,使得电源的有效宽度满足要求。
下图L1为电源铜皮宽度58mil,由于过孔的反焊盘会破坏铜皮,导致实际有效过流宽度仅为L2+L3+L4=14.5mil。

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% O0 i8 Q. N5 p- X
07
BIG0/1电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧12个,如下图所示。
. a: B- h% K. f$ X# L

- X; f- o" [8 O
08
BIG电源PDN目标阻抗建议值,如下表和下图所示。
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* n& @: Q. ~1 E4 U
电源PCB设计
VDD_LOGIC
01
VDD_LOGIC的覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。
路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚路径都足够。
02
如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VDD_LOGIC电源管脚绿线以内的去耦电容,务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND管脚尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。
其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并摆放在电源分割来源的路径上。

5 ~1 p( q+ E5 q7 _
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1 S. ~# {9 K" \+ l) m9 P8 R0 i

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03
RK3588芯片VDD_LOGIC的电源管脚,每个管脚需要对应一个过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图所示,建议走线线宽10mil。

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& p6 @1 y9 ?2 Q+ c3 i2 T0 n% a
04
BIG0/1电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间VDD_LOGIC电源在CPU区域线宽不得小于120mil,外围区域宽度不小于200mil。
尽量采用覆铜方式,降低走线带来压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜),GND过孔数量建议≧12个。

3 y/ U9 a4 M' L# _6 p& s; A

0 Y$ z+ @/ v9 O5 a! i" P8 J
05
VDD_LOGIC的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(8个以上10-20mil的过孔),降低换层过孔带来的压降。
去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用,如下图所示。
! C! m( \$ F" O; e" G9 I

5 l5 ]% j7 F4 j. b+ Z& |
06
电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧11个,如下图所示。
  k6 V( X5 [/ H3 H
+ ?8 z# e/ ~2 C# p% v
电源PCB设计
VDD_GPU
01
VDD_GPU的覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。
路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。
02
VDD_GPU 的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(10个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。
去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。
03
如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VDD_GPU电源管脚绿线以内的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。
其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并需要摆放在电源分割来源的路径上。

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& O/ Q' C4 L1 t; u# `2 {
; q9 ?+ t* E% t  P. R+ f/ ]" B
04
RK3588芯片VDD_GPU的电源管脚,每个管脚需要对应一个过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图所示,建议走线线宽10mil。

5 ~& W( x7 k2 i5 }$ _7 I, d. b
# z7 C! O5 g* F# v& G- Y
05
VDD_GPU电源在GPU区域线宽不得小于300mil,外围区域宽度不小于500mil,采用两层覆铜方式,降低走线带来压降。

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) _# w1 @6 r, o: X: T
06
电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧14个,如下图所示。

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1 y: h9 o' y; E! E
设计完PCB后,一定要做分析检查,才能让生产更顺利,这里推荐一款可以一键智能检测PCB布线布局最优方案的工具:华秋DFM软件,只需上传PCB/Gerber文件后,点击一键DFM分析,即可根据生产的工艺参数对设计的PCB板进行可制造性分析。
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电源PCB设计
VDD_NPU
01
VDD_NPU的覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。
路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。
02
VDD_NPU的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(7个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。
去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。
03
如下图(上)所示,原理图上靠RK3588的VDD_NPU电源管脚绿线以内的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。
其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并需要摆放在电源分割来源的路径上。
5 I' l3 N; n3 o1 m2 c' }

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04
RK3588芯片VDD_NPU的电源管脚,每个管脚就近有一个对应过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图所示 ,建议走线线宽10mil。

/ [8 z0 {% N' R& P
0 k1 N  e3 F0 {1 P5 \. m
05
VDD_NPU电源在NPU区域线宽不得小于300mil,外围区域宽度不小于500mil。
尽量采用覆铜方式,降低走线带来的压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜)。
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! z) e- R+ y/ Y) X8 d" K6 Q
06
电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧9个。
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2 f/ M$ k1 P2 E  |8 I$ ~* D
电源PCB设计
VDD_CPU_LIT
01
VDD_CPU_LIT覆铜宽度需满足芯片电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。
路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。
02
VDD_CPU_LIT的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(9个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。
去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。
03
如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VDD_CPU_LIT电源管脚绿线以内的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。
其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并需要摆放在电源分割来源的路径上。
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' ~$ k, Y# @* T

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; K% {! u! G0 E3 S, ^) p
04
RK3588芯片VDD_CPU_LIT的电源管脚,每个管脚就近有一个对应过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图建议走线线宽10mil。

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$ Z! \) F; _. Y" g- _# \" r( k
05
VDD_CPU_LIT电源在CPU区域线宽不得小于120mil,外围区域宽度不小于300mil。
采用双层电源覆铜方式,降低走线带来压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜)。

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" P$ l5 d4 U# X
06
电源过孔40mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧9个。

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电源PCB设计
VDD_VDENC
01
VDD_VDENC覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。
路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。
02
VDD_VDENC电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(9个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。
去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。
03
如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VDD_VDENC电源管脚绿线以内的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,如下图(下)所示。
其余的去耦电容尽量摆放在RK3588芯片附近,并需要摆放在电源分割来源的路径上。

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RK3588芯片VDD_VDENC的电源管脚,每个管脚就近有一个对应过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图建议走线线宽10mil。
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05
VDD_VDENC电源在CPU区域线宽不得小于100mil,外围区域宽度不小于300mil,采用双层电源覆铜方式,降低走线带来压降。

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2 q! q/ X) `/ B6 s6 I! O7 a+ n
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电源过孔30mil范围(过孔中心到过孔中心间距)内的GND过孔数量,建议≧8个。
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电源PCB设计
VCC_DDR
01
VCC_DDR覆铜宽度需满足芯片的电流需求,连接到芯片电源管脚的覆铜足够宽。
路径不能被过孔分割太严重,必须计算有效线宽,确认连接到CPU每个电源PIN脚的路径都足够。
02
VCC_DDR的电源在外围换层时,要尽可能的多打电源过孔(9个以上0.5*0.3mm的过孔),降低换层过孔带来的压降。
去耦电容的GND过孔要跟它的电源过孔数量保持一致,否则会大大降低电容作用。
03
如下图(上)所示,原理图上靠近RK3588的VCC_DDR电源管脚的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面,电容的GND PAD尽量靠近芯片中心的GND管脚放置,其余的去耦电容尽量靠近RK3588,如下图(下)所示。
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  g' S  N# }) Z( L6 p  [. E) `
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RK3588芯片VCC_DDR的电源管脚,每个管脚需要对应一个过孔,并且顶层走“井”字形,交叉连接,如下图建议走线线宽10mil。
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当LPDDR4x 时,链接方式如下图所示。
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VCC_DDR电源在CPU区域线宽不得小于120mil,外围区域宽度不小于200mil。
尽量采用覆铜方式,降低走线带来压降(其它信号换层过孔请不要随意放置,必须规则放置,尽量腾出空间走电源,也有利于地层的覆铜)。
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3 n* g# y# h) m' d# _+ L4 |
设计完PCB后,一定要做分析检查,才能让生产更顺利,这里推荐一款可以一键智能检测PCB布线布局最优方案的工具:华秋DFM软件,只需上传PCB/Gerber文件后,点击一键DFM分析,即可根据生产的工艺参数对设计的PCB板进行可制造性分析。
华秋DFM软件是国内首款免费PCB可制造性和装配分析软件,拥有300万+元件库,可轻松高效完成装配分析。其PCB裸板的分析功能,开发了19大项,52细项检查规则,PCBA组装的分析功能,开发了10大项,234细项检查规则。
基本可涵盖所有可能发生的制造性问题,能帮助设计工程师在生产前检查出可制造性问题,且能够满足工程师需要的多种场景,将产品研制的迭代次数降到最低,减少成本。
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厉害,向大佬学习
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