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  • 开关电源中高频变压器的频率决定机制：从理论基础到工程实践

    在现代电力电子技术领域，开关电源的高频化已成为提升功率密度和实现小型化的核心路径，而高频变压器作为开关电源的 "能量枢纽"，其工作频率的选择直接关系到整个系统的性能边界。当我们探讨高频变压器的频率由何决定时，实则是在破解一个多变量耦合的复杂工程命题 —— 这既涉及磁芯材料的物理特性与电磁理论的基础限制，也受制于功率器件的开关速度与系统散热的工程约束，更需在效率、体积和成本之间寻找精妙的平衡点。理解这一频率决定机制，不仅是变压器设计的核心要义，更是掌握开关电源技术的关键钥匙。

    电子设计自动化
    2025-06-23
    高频变压器 磁芯材料 电磁理论

  • 纹波噪声的来源剖析

    BUCK 电路的纹波噪声主要源于其工作原理中的开关动作。当电路中的开关管(如 MOS 管)导通和关断时，电感电流会发生变化，导致输出电压产生波动，这便是输出电压纹波的主要成因。同时，电路中的寄生电感和电容，如 PCB 走线电感、MOS 管引线电感以及电感的寄生电容等，在开关切换瞬间会形成 LC 振荡，进而产生高频噪声。例如，在 MOS 管关闭时，其 CDS 寄生电容与寄生电感相互作用，引发高频振荡，这些噪声通过各种途径耦合到输出端，叠加在输出电压上，严重影响电源的稳定性和纯净度。

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    2025-06-23
    电感电流 纹波噪声 高频振荡

  • 浅析 LC 谐振电路和 LC 振荡电路

    在现代电子技术的广阔领域中，LC 谐振电路和 LC 振荡电路是极为关键的组成部分，它们广泛应用于通信、信号处理、电源等多个领域。尽管二者都包含电感(L)和电容(C)元件，但在工作原理、电路特性以及实际应用方面存在显著差异。深入理解它们的工作机制和特点，对于电子工程师设计和优化电路系统，以及电子爱好者探索电子世界的奥秘都具有重要意义。

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    2025-06-23
    振荡电路 谐振电路 电路特性

  • 高速通道无源测试去嵌：TRL校准与端口延伸的误差抑制方法 引言

    在5G通信、AI芯片等高速电子系统中，无源通道（如PCB走线、连接器、封装基板）的信号完整性直接影响系统性能。某5G基站因无源通道阻抗失配导致误码率高达10⁻⁴，数据传输效率下降30%。传统测试方法受限于测试夹具、连接线等寄生效应，导致测量结果与真实通道特性偏差达±15%。TRL（Thru-Reflect-Line）校准与端口延伸技术通过数学建模和误差补偿，可将测量误差抑制至±2%以内。本文结合TRL校准的8项误差模型与端口延伸的相位补偿算法，实现25Gbps通道S参数的精确提取。

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    2025-06-23
    TRL校准 高速通道

  • 多物理场联合仿真：电-热-应力耦合对BGA焊点疲劳寿命预测

    在5G通信、AI芯片等高密度电子系统中，球栅阵列封装（BGA）焊点作为芯片与PCB之间的关键连接，其可靠性直接影响产品寿命。某5G基站因BGA焊点疲劳失效导致通信中断率高达15%，维修成本增加30%。研究表明，电-热-应力多物理场耦合是焊点失效的核心诱因：电流通过焊点产生焦耳热（Joule Heating），导致局部温度升高至150℃以上，引发材料蠕变和电迁移；同时，PCB与封装基板热膨胀系数（CTE）失配（如PCB CTE=16ppm/°C vs. BT基板CTE=12ppm/°C）在热循环中产生剪切应力，加速裂纹扩展。本文通过多物理场联合仿真，揭示电-热-应力耦合对焊点疲劳寿命的影响机制，并提出优化方案。

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    2025-06-23
    多物理场联合仿真 BGA焊点

  • 3D打印PCB技术突破：导电油墨阻抗匹配与多层堆叠可靠性验证

    在5G通信、AI芯片等高密度电子系统中，传统PCB制造面临空间利用率低、设计周期长等瓶颈。某5G基站PCB因多层堆叠结构复杂，导致信号完整性测试失败率高达30%，开发周期延长至6个月。3D打印技术通过直接沉积导电油墨实现三维电路制造，可将开发周期缩短至2周，空间利用率提升40%。本文结合导电油墨阻抗匹配算法与多层堆叠可靠性验证方法，实现50Ω±5%阻抗精度与10层堆叠99.8%良率的突破。

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    2025-06-23
    PCB 3D打印 导电油墨

  • 埋入式电阻容技术：薄膜材料Dk稳定性与±5%公差控制方案

    在5G通信、AI芯片等高速电路中，埋入式电阻与电容（埋阻埋容）技术通过将无源元件集成于PCB内部层间，实现信号完整性提升与空间利用率优化。某5G基站PCB因埋容材料介电常数（Dk）波动导致电容值偏差12%，引发信号反射损耗超标。本文提出基于NiCr合金薄膜电阻与高Dk聚合物电容的协同优化方案，通过材料配方改进与工艺控制，实现Dk稳定性±2%以内、电阻/电容公差±5%的突破。

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    2025-06-23
    5G通信 薄膜材料 埋入式电阻容

  • 任意层互连（Any-layer HDI）良率提升：激光盲孔锥度控制与填铜工艺

    在5G通信、AI芯片等高密度互连（HDI）电路板中，任意层互连（Any-layer HDI）技术通过微盲孔实现层间自由互连，但50μm级微孔的加工精度与填铜质量直接影响良率。某5G基站PCB因盲孔锥度超标（锥角＞10°）导致层间电阻增加30%，引发信号传输损耗超限。本文通过对比CO₂激光与UV激光的加工特性，结合锥度控制算法与填铜工艺优化，实现盲孔锥角＜5°、填铜凹陷值（Dimple）＜15μm的突破。

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    2025-06-23
    任意层互连 Any-layer HDI

  • 纳米级芯片供电网络设计：0.5mΩ目标阻抗的PDN协同仿真流程

    在7nm及以下制程的纳米级芯片中，供电网络（PDN）的阻抗控制已成为制约芯片性能的核心瓶颈。某5nm SoC在3.3V供电下，因PDN阻抗超标导致核心电压波动超过±5%，触发芯片降频保护机制。本文提出基于0.5mΩ目标阻抗的PDN协同仿真流程，结合埋入式电源轨（BPR）、纳米硅通孔（nTSV）及片上电容（MIMCAP）技术，实现PDN阻抗降低80%以上的效果。

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    2025-06-23
    目标阻抗 PDN协同仿真

  • 大电流PCB热仿真优化：铜厚/载流能力曲线与过孔阵列热阻建模 引言

    在电动汽车、工业电源等高功率应用中，PCB载流能力与热管理成为制约系统可靠性的核心问题。以某电机控制器为例，当工作电流超过100A时，传统1oz铜厚PCB的温升可达85℃，远超IGBT模块推荐的125℃结温阈值。本文结合IPC-2152标准、热阻网络模型及有限元仿真，提出基于铜厚/载流能力曲线与过孔阵列热阻建模的优化方案，实现温升降低30%以上的效果。

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    2025-06-23
    热仿真 大电流PCB

  • 毫米波雷达天线集成：混压板PTFE材料与FR4的层间结合工艺

    在77GHz毫米波雷达天线设计中，PTFE材料凭借其低介电常数（Dk≈2.2）和超低损耗因子（Df≈0.0005）成为高频信号传输的首选，但其高昂的成本（单价是FR4的3-5倍）与加工难度限制了大规模应用。通过PTFE与FR4的混压工艺，可在核心射频层采用PTFE保障信号完整性，其余区域使用FR4降低成本。然而，两种材料热膨胀系数（CTE）差异达50ppm/℃，层间结合力不足易引发翘曲、分层等问题。本文结合材料特性、工艺优化与仿真验证，提出一套实现毫米波雷达天线高可靠性的混压方案。

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    2025-06-23
    毫米波 雷达 混压板

  • DDR5-6400时序收敛：Fly-by拓扑下±5mil等长组精度实现方法

    随着DDR5-6400内存的普及，时序收敛成为高速PCB设计的核心挑战。在Fly-by拓扑结构中，地址/命令/时钟信号的菊花链连接方式虽能降低电容负载，但时序偏差需控制在±5mil以内以满足tCKmin=0.625ns的严格要求。本文结合复合结构传输线技术、三维绕线算法及AI辅助优化，提出一套实现±5mil等长精度的工程化方案。

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    2025-06-23
    DDR5-6400 Fly-by拓扑

  • 多板高速互连优化：基于电磁拓扑的串扰抵消布线算法研究

    随着112G PAM4及224G SerDes技术的普及，多板高速互连系统的信号完整性面临严峻挑战。传统物理隔离方法受限于PCB空间与工艺成本，而基于电磁拓扑理论的串扰抵消算法通过数学建模与信号处理，为高密度互连提供了创新解决方案。本文结合电磁拓扑模型与神经网络技术，提出一种动态串扰抵消布线算法，并验证其在高速背板系统中的有效性。

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    2025-06-23
    多板高速互连 电磁拓扑 布线算法

  • 112G PAM4背板设计实战：Megtron 6板材Dk/Df频变模型对插入损耗的深度解析

    在112G PAM4背板设计中，信号完整性是决定系统性能的核心指标，而Megtron 6板材的介电常数（Dk）和损耗因子（Df）频变特性对插入损耗的影响尤为关键。本文结合工程实践与材料科学，揭示其频变模型在高频信号传输中的核心作用，并提出优化策略。

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    2025-06-23
    Megtron 6 Dk/Df频变

  • 什么是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)绝缘栅双极型晶体管？

    IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。

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    2025-06-23
    IGBT
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