في عالم الإلكترونيات عالية الأداء، توفير الطاقة المستقرة هو نبض القلب للنظام. لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) تتطلب مستويات متسقة من الجهد للعمل بشكل موثوق،و طائرات الطاقة هي الآلية الأساسية لضمان توزيع الطاقة حتىوبالإضافة إلى التسليم البسيط، تقدم الطائرات ذات الطاقة فوائد كبيرة، بما في ذلك الحد من الضوضاء، ودرع EMI، وتبديد الحرارة.
يمكن أن يؤدي استخدام طائرة طاقة مصممة بشكل جيد إلى تحسين أداء PCB بشكل عام وضمان سلامة اللوحة على المدى الطويل. يستكشف هذا الدليل الأسس التقنية لطائرات القوة واستخداماتها الحرجة ،وأفضل الممارسات لتنفيذها في التصاميم الحديثة متعددة الطبقات.
طائرة الطاقة هي طبقة موصلة مخصصة - عادة ورقة صلبة من النحاس - داخل PCB متعدد الطبقات متصلة بمصدر الطاقة. على عكس المسارات القياسية التي توجه الطاقة إلى دبوس معينة,طائرة الطاقة توفر "خزان" متواصل من الجهد عبر مساحة كبيرة من اللوحة.
في حين أن الدور الأساسي لمطار الطاقة هو توزيع الجهد ، فإن تأثيره على شبكة توزيع الطاقة (PDN) وشبكة الإشارة (SI) متعدد الأوجه.
عندما يتم وضع مستوى الطاقة المجاورة لمستوى الأرض، فإنها تعمل كمكثف لوحة متوازية كبيرة. وهذا يوفر سعة فصل عالية التردد،والذي يساعد على قمع موجات الجهد والضوضاء عالية التردد التي لا يمكن أن تتعامل مع آثار الفردية.
الدوائر الرقمية عالية السرعة تتطلب انفجارات سريعة من التيار. لأن مستوى الطاقة لديه مساحة مقطع عرضية ضخمة مقارنة مع مسار، فإنه يوفر عائق منخفض للغاية.هذا يقلل من انخفاض ضوء الأشعة تحت الأرض (انخفاض الجهد) ويضمن أن حتى أكثر المكونات التي تتطلب طاقة تتلقى جهد ثابت.
النحاس موصل حرارة ممتاز طائرات الطاقة تعمل كخزانات حرارة داخليةتوزيع الطاقة الحرارية المولدة من مكونات عالية الطاقة (مثل وحدة المعالجة المركزية أو MOSFETs) عبر سطح اللوحة بأكملهاهذا يمنع النقاط الساخنة المحلية ويحسن موثوقية مفاصل اللحام المتوافقة مع IPC-A-610.
طائرة طاقة صلبة يمكن أن تكون بمثابة مستوى مرجعي لآثار الإشارةالحد بشكل كبير من التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) وتحسين امتثال المجلس للمعايير التنظيمية.
لتحقيق أقصى قدر من الفوائد من طائرات الطاقة، يجب على المصممين الالتزام بتوجيهات خاصة DFM (التصميم للتصنيع) والإرشادات الكهربائية.
في التصاميم عالية السرعة ، ضع طائرة الطاقة دائمًا بجانب الطائرة الأرضية. هذا يخلق اقترانًا ضيقًا يقلل من الحملة الحلزونية للPDN. أفضل ممارسة شائعة هي "قاعدة 20H"حيث أن مستوى الطاقة أصغر قليلاً من مستوى الأرض للحد من الانبعاثات المشعة من الحافة.
في التصاميم الحديثة ، قد يتطلب لوحة واحدة عدة فولتات (على سبيل المثال ، 1.8 فولت ، 3.3 فولت ، و 5 فولت).
وضع مكثفات فك الارتباط قريبة قدر الإمكان من دبوس الطاقة من ICs. يجب وضع القناة التي تربط الكثافة إلى مستوى الطاقة لتقليل منطقة الحلقة ،ضمان قدرة المكثف على "تصفية" الضوضاء عالية التردد بشكل فعال قبل أن تدخل المكون.
بالنسبة للوحات ذات الطبقتين، فإن آثار الطاقة هي القياسية. ومع ذلك، بالنسبة لأي تصميم مع أكثر من 4 طبقات أو مكونات عالية التردد،يوصى بشدة بمستوى الطاقة لضمان سلامة الإشارة وانخفاض العائق.
طائرة الطاقة المنقسمة هي طبقة نحاسية واحدة مقسمة إلى أقسام مختلفة ، كل منها يحمل جهدًا مختلفًا.هذا أمر شائع في التصاميم المعقدة لتوفير المساحة في حين لا يزال توفير فوائد الطائرة لسلسلة الجهد المتعددة.
من خلال توفير مستوى مرجعية مستمرة لآثار الإشارة، يساعد مستوى الطاقة على تقليل منطقة الحلقة من تيار العودة للإشارة.مساحات حلقة أصغر تؤدي إلى انخفاض الانبعاثات المشعة بشكل كبير.
على الرغم من أنه ممكن من الناحية التقنية (غالبا ما تسمى طبقة "الإشارة على الطاقة") ، إلا أنها ليست مثالية. من أفضل الممارسات الحفاظ على طائرات مخصصة للطاقة والأرض للحفاظ على مستقر ،بيئة منخفضة الضوضاء للإشارات الحساسة.
جاهزين لتحسين مشروع الـ (بي سي بي) التالي؟ في (ديوكس بي سي بي) ، نحن متخصصون في التصميمات المتقدمة متعددة الطبقات والتجميع عالية الموثوقية.[اتصل بفريقنا الهندسي اليوم] لمناقشة متطلبات PDN الخاص بك وضمان لوح الخاص بك بنيت إلى أعلى معايير IPC.
