L'intégrité des alimentations : 5 idées reçues

Truth about Power Integrity

 
 

L'intégrité des alimentations n'est pas une nouveauté, mais elle devient de plus en plus importante et continuera d'être une priorité pour les concepteurs. Avec la tendance actuelle à produire des produits plus rapides et plus petits, l'espace est devenu un luxe. Chaque millimètre est précieux et nous devons en tenir compte dans notre conception. Si vous êtes dans le secteur depuis quelques années déjà, vous avez sûrement entendu une des légendes suivantes à propos de l'intégrité des alimentations :

 

Ajoutez du cuivre

On vous a sûrement déjà dit que plus il y a de cuivre, mieux c'est. Et qu'en ajoutant du cuivre, vous pouvez résoudre quasiment tous vos problèmes car ils sont liés à l'intégrité des alimentations. Bien entendu, ce n'est pas le cas. Vous résoudrez peut-être quelques problèmes de surchauffe, mais vous ouvrez la porte à d'autres inconvénients tels que la création "d'îles et de péninsules". Même si elles semblent passives, "les îles et les péninsules" ont des fréquences de résonance spécifiques qui peuvent provoquer des pannes lorsque certaines conditions sont réunies. Ces pannes peuvent surgir n'importe où et sont donc extrêmement difficiles à localiser et à réparer. Alors avant d'accuser la magie noire ou le vaudou, vérifiez d'abord si vos ajouts de cuivre ne créent pas des îles et des péninsules pour ne pas avoir à jeter votre conception et refaire le circuit.

 

Un autre facteur à prendre en compte, que nous oublions souvent en tant qu'ingénieurs, est le coût. Le cuivre n'est pas donné et on ne peut pas simplement ajouter des couches supplémentaires à volonté, en particulier avec un budget serré. Sur dimensionner coûte cher.

 

 

Suivre la norme IPC-2152 à la lettre

Cela va peut-être vous surprendre, comme d'autres ont été surpris. Oui, la norme IPC-2152 est importante et ses directives permettent d'éviter certains problèmes, par exemple la largeur minimale de tracé permet de tolérer des augmentations de température acceptables. Mais respecter l'IPC-2152 oblige les concepteurs à allouer plus d'espace que nécessaire à votre système de distribution de courant, ce qui occupe un espace précieux ou crée une conception avec plus de couches.

 

La norme IPC-2152 est un formidable outil et doit être bien maîtrisée si vous souhaitez que votre conception délivre le courant le plus efficacement possible, mais elle ne doit pas être appliquée aveuglément. Les ingénieurs qui utilisent l'IPC-2152 de manière intelligente avec un outil d'intégrité de puissance peuvent réduire l'espace alloué au système de distribution de courant tout en garantissant une bonne conception pour la production.

 

 

Il n'y a jamais assez de vias

Si vous connaissez bien l'IPC-2152, vous avez probablement remarqué son laxisme concernant les vias. Comme pour la largeur de tracé, l'IPC-2152 est très précautionneuse et invite à créer des vias plus larges ou plus nombreuses que nécessaire. Cela peut poser problème si vos formes de cuivre sont perforées de grands trous. Cela réduit la zone disponible pour le courant, augmente sa densité et par conséquent, la température. Qui plus est, cela vous prive d'espace pour le reste de votre conception et le routage, qui occupe 10 % du circuit, devient particulièrement difficile et chronophage. Comme pour les autres règles de l'IPC-2152, il faut les prendre en compte et les comprendre, mais ne les appliquez pas non plus les yeux fermés.

 

 

Du cuivre, c'est du cuivre

Tous les cuivres ne sont pas égaux ; nous négligeons souvent ce facteur. La conductivité du cuivre est souvent considérée comme un paramètre de moindre importance et est souvent négligée lorsqu'on analyse le réseau de distribution des alimentations. Toutefois, comme nous l'avons déjà dit, tous les cuivres ne se valent pas. La conductivité du cuivre des circuits imprimés est différente de celle du cuivre pur. Par conséquent, analyser votre conception avec une autre conductivité peut donner des résultats drastiquement différents. En moyenne, la conductivité d'un circuit imprimé est estimée à 4,7e7 S/m, tandis que c'est 5,88e7 S/m pour le cuivre pur. Cela fait tout de même 22,3 % de différence !  Demandez toujours à votre fabricant de vous donner plus de détails sur cette variable importante.

 

Vous devez être expert

Auparavant, il était indispensable d'être (ou de connaître) un expert pour effectuer l'analyse de l'intégrité de puissance. Vous deviez exporter votre conception à de nombreuses reprises auprès d'un expert en intégrité de puissance ou en simulation car le logiciel utilisé était trop compliqué et comportait trop d'options et de paramètres. C'était loin d'être idéal. Cela coûtait cher, prenait beaucoup de temps et il fallait exporter et importer de nombreuses fois avant que le circuit soit finalement terminé.

 

Aujourd'hui, les conceptions étant si petites pour des attentes de clients si grandes, nous ne pouvons plus nous passer de l'analyse de l'intégrité des alimentations : c'est indispensable pour les produits modernes. N'oubliez pas que le cuivre ne résout pas tous vos problèmes, que les vias ne sont pas aussi sympathiques qu'on pourrait le penser et que l'IPC-2152 n'est pas la vérité absolue mais plutôt un point de départ.

 

Ce dont vous avez réellement besoin c'est d'un outil simple intégré à votre logiciel de conception actuel qui affiche visuellement les problèmes et vous permette de procéder à des changements durant la phase de conception. Ainsi, vous n'aurez plus besoin de faire la navette auprès de votre gourou de la simulation !

 

 

About the Author

Alexsander Tamari

Alexsander joined Altium as a Technical Marketing Engineer and brings years of engineering expertise to the team. His passion for electronics design combined with his practical business experience provides a unique perspective to the marketing team at Altium. Alexsander graduated from one of the top 20 universities in the world at UCSD where he earned a Bachelor’s degree in Electrical Engineering.

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