三星NOTES7事件看電源載流設(shè)計(jì)的重要性

2016-12-20 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

如果要點(diǎn)評(píng)即將過去的2016年電子產(chǎn)品界的大事記,那么三星的Notes7的電池爆炸門一定是榜上有名哈。在筆者上周出差回來的飛機(jī)上,空姐還在反復(fù)提醒三星Notes7不允許帶上飛機(jī)。和廣大“吃瓜”群眾看個(gè)熱鬧比,我們做為“業(yè)內(nèi)”人士,還是要更多看個(gè)門道。一開始其實(shí)有很多分析是認(rèn)為電池本身以及電路設(shè)計(jì)都是引起爆炸的原因。雖然后面的更多證據(jù)指向了電池的設(shè)計(jì),但是也證明電路設(shè)計(jì)在“炸機(jī)”事故中,也可能存在很大的隱患。那么,我們要怎么做好電源電路的設(shè)計(jì)呢?

上一篇文章,說明了DC和AC一起構(gòu)成了電源設(shè)計(jì)的問題。本系列會(huì)聚焦于電源的直流設(shè)計(jì)來進(jìn)行討論。那么,從直流的角度,電源設(shè)計(jì)有哪些要點(diǎn)呢?

總的來說,包括了:

載流能力及載流通道評(píng)估
器件的耐壓
電源分配網(wǎng)絡(luò)的電壓跌落問題及反饋線設(shè)計(jì)
電源傳輸路徑上的電流密度
電源傳輸路徑上的溫升情況

從本文開始,我們就對(duì)以上要點(diǎn)分別進(jìn)行詳細(xì)的闡述,首先是大家最關(guān)心的載流。

上一篇文章大家的回復(fù)

首先來看看上周大家的回復(fù),其實(shí)在上周后續(xù)的問題解答里面已經(jīng)做了匯總。但是從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看,我們的問題解答文章的點(diǎn)擊量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如正式文章。這一點(diǎn)沒有實(shí)現(xiàn)我當(dāng)初規(guī)劃每周發(fā)一篇正文,再詳細(xì)點(diǎn)評(píng)互動(dòng)的目標(biāo)。本來是期望這樣的模式能夠讓大家對(duì)每一個(gè)話題理解更加深刻。

再重復(fù)一下上周答復(fù)文章的部分內(nèi)容吧:

三星NOTES7事件看電源載流設(shè)計(jì)的重要性HFSS分析案例圖片1

從表格來看,大家對(duì)載流的理解差距很大,有很大一部分原因是行業(yè)規(guī)范本來也比較多。上周還推薦了一個(gè)PCB相關(guān)參數(shù)計(jì)算的神器,鏈接如下:(這個(gè)工具后續(xù)會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)哈)http://www.edadoc.com/cn/TechnicalArticle/Show.aspx?id=1039

當(dāng)然,這里也就把上周的第二篇文章再次鏈接一下,大家可以去看看全文:

電源設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)

電源設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn) - 載流業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)知多少?

載流規(guī)范的一些討論

上一篇文章里面,筆者也大膽猜測(cè)了現(xiàn)在流行的載流規(guī)范普遍比較嚴(yán)格的原因。其實(shí)IPC規(guī)范和載流有關(guān)的也不少,一些具體的數(shù)值也是存在偏差。通常參考的IPC規(guī)范有IPC2221(包括了2221A和2221B),IPC2156 及 IPC2156 withmodify。

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所以個(gè)人覺得載流標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)非常復(fù)雜的話題,這也是導(dǎo)致行業(yè)里面關(guān)于載流通道的推薦規(guī)則差別很大的原因。我的建議是:選擇符合你設(shè)計(jì)需要的規(guī)則!

如果你的設(shè)計(jì)電流不大,空間范圍足夠,可以適當(dāng)?shù)倪^設(shè)計(jì),采用較嚴(yán)格的規(guī)則
如果設(shè)計(jì)的板子電流很大,那么過于嚴(yán)格的規(guī)則就不適用了,這時(shí)候要關(guān)注更準(zhǔn)確的載流規(guī)范

本文會(huì)通過Saturn工具簡(jiǎn)單評(píng)估一下帶狀線和微帶線承載電流的情況,以及推薦下我們比較認(rèn)可的一些載流規(guī)范數(shù)值。下一篇文章,會(huì)針對(duì)過孔來討論承載電流的情況。包括在大電流的設(shè)計(jì)中,我們是選擇大孔徑的過孔,但是數(shù)量少一點(diǎn)呢,還是選擇小孔徑的過孔,但是數(shù)量多一點(diǎn)呢?

我們?cè)O(shè)置Saturn工具采用IPC2152修正后的規(guī)范:

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相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下:

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簡(jiǎn)單說明幾點(diǎn):

1、對(duì)于表層電鍍厚度,我個(gè)人是很想選1oz的,估計(jì)很多人會(huì)不同意,IPC2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)也是電鍍厚度0.5oz,這個(gè)我或許在后面會(huì)另外發(fā)文章討論

2、溫升10度和20度分別作了計(jì)算

然后把計(jì)算結(jié)果列了一個(gè)表格,先看看微帶線的結(jié)果

三星NOTES7事件看電源載流設(shè)計(jì)的重要性ansys hfss圖片5

先說說我的想法,首先我選擇了溫升10度來做設(shè)計(jì)推薦值,然后我還對(duì)最終的載流數(shù)值又加了10%~20%的裕量。一博做為一個(gè)面對(duì)全行業(yè)的設(shè)計(jì)服務(wù)公司,我們的標(biāo)準(zhǔn)從來都是偏嚴(yán)格的。我經(jīng)常對(duì)客戶說,如果你的標(biāo)準(zhǔn)比我們還嚴(yán)格,那就要考慮下是否是過設(shè)計(jì)了。

那么我們從結(jié)果里面看到什么規(guī)律呢?我們上期文章,大家的答復(fù)有什么問題呢?