广元老师
仿真秀专栏作者
所有的产品离不开电源，从芯片级到封装级再到板级，从晶体管到键合线再到铜箔，电源的协同设计可以贯穿整个产品级。电源如此重要，却充满着设计挑战，从耦合到串扰再到噪声，如何保证电源的输送是电源工程师必须要考虑和解决的。
阻抗的管控说到底就是路径管控液冷通道参数化建模
电源输送可以理解为电源分配网络（PDN），从源端稳压模块（VRM）到芯片，芯片分配电压，再到电源路径（单层直达或过孔转换的几个层面），最终流向使用芯片或终端设备。 电源路径与信号路径是有区别的，电源分配网络中一个电源路径可以在一个节点分成多个路径，或者说转换成多个电源，终端挂多个元器件，可以理解为一对多，而信号路径只能一对一。 既然电源分配网络是为终端设备提供所需电源，那就是有要求，就需要对电源分配网络管控。当交流电流通过电源路径时，电源分配网络上也将产生电压降，这个压降会随着频率发生变化。电源路径的不同（层数&Shape宽度等），造成的压降变化是不同的，输出稳定电压到终端的难度很大，我们所要做的只是保证电压的变化在一定的范围之内，也就是所谓的噪声容差，将其转换为目标阻抗：
一般默认，电流为最大电流值的50%。PCB板级PDN设计，最先需要确定的便是电源分配网络的目标阻抗。 说到目标阻抗管控，在实际工作中，铺电源网络，即电源从源端到终端的路径，路径上电压是有变化的，那么电源分配网络的电流就会有波动，目标阻抗的管控说到底就是路径管控。如何管控？两个方向：电源和地平面的介质和短而宽的连接。 
电源分配网络（PDN）分析方向
电源分配网络（PDN）有两种分析方向：单点式和分布式。 单点式分析假设平面电压为常量，终端的去耦电容为并联，这里主要考虑的是谐振与反谐振，低频情况下，可以忽略平面电感的影响，但是还是要考虑平面电感和平面间距的影响。
平面电感可以看成为分布式电压，有平面有变化的电压，会产生驻波（全波即为360°相移，半波则为180°反相），就会在一些频率处产生谐振。 任何谐振电磁结构中存储的能量（电&磁）在一段时间内都会在电场和磁场之间周期性振荡，这说明能量在交替变换，在最大值和零值之间。 以版图设计的平面，可以理解为矩形谐振腔为例，能量到达平面边缘，会发生反射。反射回来的能量会和入射能量进行交换，相位相同形成最大值，即波峰，相位相反形成形成零值，即波谷。有些达到平面边缘的能量没有反射回来，就会形成噪声，产生EMI问题。 在平面谐振的频率点上，去耦电容的位置就很关键，需要它们放在电压的最大值处以便更好地减少平面间的反弹。
消费类产品电源设计
来源：安世亚太科技股份有限公司
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