Power Plane PCB:Best Practices

Eine der besten Möglichkeiten, Ihre mehrschichtige Leiterplatte (PCB) zu verbessern, ist die Verwendung von Power Planes. Durch den Einsatz von Power Planes in Ihrer Leiterplatte können Sie kürzere Rückwege nutzen, eine bessere Entkopplung zwischen Schaltkreisen erzielen und eine größere Stromkapazität erreichen. Wenn Sie daran interessiert sind, das Beste aus Ihrem PCB herauszuholen, lernen Sie die besten Methoden zur Implementierung von Power Planes kennen.

Dieser Artikel behandelt die Definition von Power Planes, wie sie in PCBs verwendet werden und die Best Practices für die Verwendung von Power Planes mit PCBs.

Was ist ein Motorflugzeug?

Eine Stromversorgungsebene ist eine flache Kupferebene, die entwickelt wurde, um Ihre Leiterplatte mit einer konstanten Spannungsversorgung zu versorgen. Stromversorgungsebenen werden mit Netzteilen verbunden, ähnlich wie Erdungsebenen mit der Erdungsverbindung eines Netzteils verbunden sind. Diese Powerplanes versorgen Bauteile durch Kontaktierung mit einem Via mit Leiterbahn mit Strom.

Power Planes finden Sie normalerweise nur in Leiterplatten mit mehr als drei Schichten. Dieser Trend zur Verwendung von Power Planes in Boards mit mehr Lagen ist teilweise auf die größeren Vorteile der Verwendung von Groundplanes für zweilagige Boards anstelle von Power Planes zurückzuführen. Da stabile Groundplanes Leiterbahnen verwenden, um eine Stromquelle mit Strom zu versorgen, sind sie tendenziell eine bessere Option für zweilagige Platinen.

Die Verwendung von Power Planes in Boards mit mehr als drei Schichten oder mehr ist eine branchenweit bewährte Methode zur Verwendung von Schichten in gerader Anzahl bei der Erstellung von mehrschichtigen Stapeln. Wenn ein Stapel eine ungerade Anzahl von Schichten hat, entsteht eine asymmetrische Konstruktion, die häufig strukturelle Defekte wie Verziehen und Verdrehen verursacht.

Wie werden Power Planes in einer Leiterplatte verwendet?

Während zweilagige Platinen von Masseebenen mit Spuren und Bahnen profitieren können, können die meisten vier- oder mehrlagigen Platinen erheblich von Powerplanes profitieren. Einige der wichtigsten Möglichkeiten, wie Power Planes in PCBs verwendet werden, um größere Vorteile als solche mit Leiterbahnen zu bieten, sind:

• Größere Strombelastbarkeit: Leiterbahnen neigen dazu, mit größeren Strömen zu kämpfen, was dazu führt, dass Leiterplatten höhere Betriebstemperaturen haben. Im Gegensatz dazu verhelfen Power Planes zu niedrigeren Betriebstemperaturen von Leiterplatten, da sie eine größere Strombelastbarkeit haben.
• Kürzere Rückwege: Eine weitere Möglichkeit, wie Leiterplatten von Power Planes profitieren können, sind ihre kürzeren Rückwege als bei Leiterbahnen. Diese kürzeren Rückpfade machen es für die Stromversorgungsebene viel bequemer, die Schaltung mit Strom zu versorgen, da Sie der Durchkontaktierung, die die Stromversorgungsspur und die Signalschicht verbindet, leicht folgen können. Durch kürzere Rückwege erhält eine Leiterplatte eine verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit (EMV).
• Bessere Entkopplung zwischen Schaltkreisen: Power Planes werden regelmäßig anstelle von Leiterbahnen in Leiterplatten verwendet, da sie eine bessere Entkopplung zwischen Schaltkreisen bieten. Diese verbesserte Entkopplung trägt dazu bei, die Ausbreitung von Rauschen und Energie von Stromkreis zu Stromkreis in der Stromversorgung zu verhindern.

Best Practices in Power Planes Design

Wenn Sie daran interessiert sind, Power Planes für Ihre PCBs zu verwenden, sollten Sie die Best Practices für das Design von Power Planes verstehen. Indem Sie sich auf einige der gebräuchlichsten Strategien für Powerplane-Designs verlassen, können Sie Wärme besser ableiten und eine symmetrischere Konstruktion erzeugen. Hier sind die besten Best Practices für Powerplane-PCB-Designs:

Entwerfen Sie die Leistungsebenen für eine ordnungsgemäße Wärmeableitung

Eine mehrschichtige Leiterplatte muss über eine ordnungsgemäße Wärmeableitung verfügen, um sicherzustellen, dass sie nicht überhitzt und zusammenbricht. Wenn Sie ein mehrschichtiges Board mit Power Planes haben, ist es eine gute Idee, die Ebenenpartitionierung zu verwenden. Sie können sich auch auf mehrere Durchkontaktierungen verlassen, da diese Designstrategie die Ebenenpartitionierung verbessern kann. Mit diesen Strategien können Sie die Wärme effektiver von der Leiterplatte ableiten, während Sie Power Planes einsetzen.

Verwenden Sie mehrere Domains

Eine Single-Layer-Leiterplatte benötigt normalerweise nur eine einzige Leistungsdomäne, um ihre Komponenten mit Strom zu versorgen, wenn diese Komponenten identische Spannungsanforderungen haben. Für komplexere und dichtere PCB-Designs mit Power Planes empfiehlt es sich, mehrere Domänen zu verwenden. Beispielsweise können die E/A-Anschlüsse einer Leiterplatte andere Spannungsanforderungen haben als Mikrocontrollereinheiten, sodass Sie beide Spannungen berücksichtigen müssen, indem Sie die Referenzebene teilen.

Während mehrere Domänen Ihnen helfen können, Platz zu sparen und sicherzustellen, dass jede Komponente die richtige Leistung hat, können Sie dennoch auf EMV-Probleme, größeres Rauschen und Übersprechen stoßen. Top-Hersteller werden die leistungsstarken, analogen und digitalen Schaltkreise ihrer Powerplane-Leiterplatten trennen, um die Wahrscheinlichkeit negativer Auswirkungen zu verringern. Sie können auch die Stromschienen jedes Schaltkreises auf der Leiterplatte trennen und die Stromebene überspringen, um ein effizienteres Routing zu erhalten. Diese Designoption erfordert die Verwendung einer Masseebene, um Rauschen zu absorbieren und Rückwege zu verkürzen.

Stellen Sie sicher, dass Multi-Layer-Boards Symmetrie haben

Wenn Sie eine mehrschichtige Leiterplatte entwerfen, möchten Sie, dass sie die richtige Symmetrie aufweist. Ihre Antriebsebenen spielen eine bedeutende Rolle bei der Sicherstellung dieser Symmetrie. Beispielsweise muss eine vierlagige Platine zwei interne Stromversorgungsebenen haben. Diese Designstrategie ist besonders hilfreich für zweiseitige Leiterplatten mit Komponenten, die auf der unteren und oberen Schicht montiert sind. Denken Sie daran, dass Sie sich auf Traces verlassen müssen, um Ihre PCB-Returns zu liefern, wenn Sie mehrere Power Planes verwenden.

Teamübergreifende Zusammenarbeit mit Layout-Software und den besten Layout-Tools

Eine weitere bewährte Methode für die Herstellung von Power-Plane-Leiterplatten ist die Verwendung von Layout-Software, mit der Sie teamübergreifend zusammenarbeiten können. Wenn Sie eine Software in Ihrer Ecke haben, können Sie die richtigen Schichtabmessungen festlegen, den Aufbau mit dem richtigen Powerplane-Design angemessen anordnen und die besten Materialien auswählen. Hochwertige Layout-Software kann Ihnen auch dabei helfen, die besten Positionen, Größen, Anzahl und Arten von Durchkontaktierungen zu bestimmen.

Die Verwendung von Software für die teamübergreifende Zusammenarbeit hilft sicherzustellen, dass Sie die bestmöglichen Designs verwenden. Diese Software kann Ihnen auch dabei helfen, Ihre Entwürfe effektiver zu simulieren und zu analysieren, um die beste Platzierung und Konstruktion der Antriebsebene zu erzielen. Sie können diese Software ergänzen, indem Sie effektive Layout-Tools verwenden, um den Prozess noch einfacher zu machen.

Wählen Sie Millennium Circuits Limited für Ihre Power Plane PCB-Anforderungen

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