Плата Power Plane:лучшие практики

Один из лучших способов улучшить вашу многослойную печатную плату (PCB) — это использовать плоскости питания. Используя плоскости питания на печатной плате, вы можете использовать более короткие обратные пути, получить лучшую развязку между цепями и достичь большей пропускной способности по току. Если вы хотите получить максимальную отдачу от своей печатной платы, изучите основные способы реализации силовых плоскостей.

В этой статье рассказывается об определении слоев питания, о том, как они используются в печатных платах, и о рекомендациях по использованию слоев питания с печатными платами.

Что такое Power Plane?

Плоскость питания — это плоская медная пластина, предназначенная для обеспечения стабильной подачи напряжения на вашу печатную плату. Плоскости питания подключаются к источникам питания подобно тому, как плоскости заземления подключаются к заземлению источника питания. Эти силовые плоскости снабжают компоненты питанием через контакт с переходным отверстием, имеющим дорожку.

Обычно силовые плоскости встречаются только на печатных платах с более чем тремя слоями. Эта тенденция использования плоскостей питания в платах с большим количеством слоев частично объясняется большими преимуществами использования плоскостей заземления для двухслойных плат вместо плоскостей питания. Поскольку в плоскостях стабильного заземления используются дорожки для питания источника питания, они, как правило, являются лучшим вариантом для двухслойных плат.

Использование слоев питания в платах с более чем тремя слоями является передовой отраслевой практикой использования четных слоев при создании многослойных стеков. Когда в стопке нечетное количество слоев, создается асимметричная конструкция, которая часто вызывает структурные дефекты, такие как деформация и скручивание.

Как используются силовые плоскости в печатной плате?

В то время как двухслойные платы могут извлечь выгоду из плоскостей заземления с дорожками и дорожками, большинство четырехслойных плат могут значительно выиграть от плоскостей питания. Вот несколько основных способов использования силовых плоскостей в печатных платах для обеспечения больших преимуществ по сравнению с дорожками:

• Большая пропускная способность по току: Следы имеют тенденцию с трудом выдерживать большие токи, в результате чего печатные платы имеют более высокие рабочие температуры. Напротив, силовые плоскости помогают печатным платам иметь более низкие рабочие температуры, поскольку они обладают большей пропускной способностью по току.
• Более короткие пути возврата: Другой способ, которым печатные платы могут извлечь выгоду из силовых плоскостей, — это их более короткие обратные пути, чем те, которые используются с трассами. Эти более короткие обратные пути делают питание схемы более удобным для плоскости питания, поскольку вы можете легко следовать переходным отверстиям, соединяющим полосу питания и сигнальный уровень. Благодаря более коротким обратным путям печатная плата получит улучшенные характеристики электромагнитной совместимости (ЭМС).
• Улучшенная развязка между каналами: Плоскости питания регулярно используются в печатных платах вместо дорожек, поскольку они обеспечивают лучшую развязку между цепями. Эта улучшенная развязка помогает предотвратить распространение шума и энергии от цепи к цепи в блоке питания.

Рекомендации по проектированию силовых плоскостей

Если вы заинтересованы в использовании силовых плоскостей для своих печатных плат, вам нужно ознакомиться с передовыми методами проектирования силовых плоскостей. Опираясь на некоторые из наиболее распространенных стратегий проектирования силовых плоскостей, вы можете лучше рассеивать тепло и создавать более симметричную конструкцию. Вот лучшие рекомендации по проектированию печатных плат уровня питания:

Спроектируйте силовые плоскости для правильного рассеивания тепла

Многослойная печатная плата должна иметь надлежащий отвод тепла, чтобы она не перегревалась и не ломалась. Если у вас есть многослойная плата с плоскостями питания, рекомендуется использовать плоскостное разбиение. Вы также можете положиться на несколько переходных отверстий, поскольку эта стратегия проектирования может улучшить разделение плоскостей. С помощью этих стратегий вы можете более эффективно отводить тепло от печатной платы, используя плоскости питания.

Использовать несколько доменов

Однослойной печатной плате обычно требуется только один домен питания для питания ее компонентов, когда эти компоненты имеют одинаковые требования к напряжению. Для более сложных и плотных конструкций печатных плат с силовыми плоскостями рекомендуется использовать несколько доменов. Например, порты ввода-вывода на печатной плате могут иметь другие требования к напряжению, чем блоки микроконтроллера, что требует учета обоих напряжений путем разделения эталонной плоскости.

Хотя наличие нескольких доменов может помочь вам сэкономить место и обеспечить правильную мощность каждого компонента, вы все равно можете столкнуться с проблемами ЭМС, повышенным шумом и перекрестными помехами. Ведущие производители будут разделять мощные, аналоговые и цифровые схемы своих силовых печатных плат, чтобы уменьшить вероятность негативных последствий. Они также могут разделять шины питания каждой цепи на печатной плате и пропускать плоскость питания, чтобы получить более эффективную маршрутизацию. Этот вариант конструкции требует использования заземляющего слоя для поглощения шума и сокращения обратных путей.

Обеспечить симметричность многослойных досок

Когда вы проектируете многослойную печатную плату, вам нужно, чтобы она имела правильную симметрию. Ваши силовые плоскости играют важную роль в обеспечении этой симметрии. Например, четырехслойная плата должна иметь две внутренние платы питания. Эта стратегия проектирования особенно полезна для двусторонних печатных плат с компонентами, установленными на нижнем и верхнем слоях. Имейте в виду, что вам нужно будет полагаться на трассировки, чтобы вернуть вашу плату при использовании нескольких плоскостей питания.

Сотрудничайте между командами с помощью программного обеспечения для макетирования и лучших инструментов для макетирования

Еще одна передовая практика для производства печатных плат Power Plane — использование программного обеспечения для компоновки, которое позволяет вам сотрудничать между командами. Наличие программного обеспечения в вашем углу может помочь вам установить правильные размеры слоев, правильно организовать стек с правильной конструкцией силовой плоскости и выбрать лучшие материалы. Высококачественное программное обеспечение для компоновки также может помочь вам определить наилучшее расположение, размеры, количество и типы переходных отверстий.

Использование программного обеспечения для совместной работы между командами помогает вам использовать наилучшие возможные проекты. Это программное обеспечение также может помочь вам более эффективно моделировать ваши проекты и анализировать их, чтобы создать наилучшее размещение и конструкцию силовой плоскости. Вы можете дополнить это программное обеспечение, используя эффективные инструменты компоновки, чтобы сделать процесс еще проще.

Выберите Millennium Circuits Limited для своих потребностей в печатных платах Power Plane

Теперь, когда вы знакомы с передовыми методами проектирования печатных плат Power Plane, вам нужна компания, которая может предоставить вам лучшие печатные платы для ваших нужд. В Millennium Circuits Limited мы предоставляем нашим клиентам качественные печатные платы, в том числе многослойные печатные платы с платами питания. Благодаря нашему опыту работы в отрасли и сертификации по стандарту ISO 9001:2015 вы можете быть уверены, что, сотрудничая с нами, вы получите высококачественные печатные платы, отвечающие самым строгим требованиям.

Узнайте больше о наших внутренних и зарубежных возможностях производства печатных плат уже сегодня. Если вам нужна дополнительная информация о ценах или у вас есть какие-либо вопросы, свяжитесь с нами или запросите бесплатное предложение.