高性能電子機器の世界では,安定した電源供給はシステムのハートビートです. 印刷回路板 (PCB) は,安定した電圧レベルを必要とします.電力配給の均等性を確保する主要なメカニズムですシンプルな配送以外にも 電力飛行機は 騒音削減,EMI遮蔽,熱消耗など 重要な利点を提供します
適切に設計されたパワープレーンを採用することで,PCBの全体的な性能を向上させ,長年のボードの整合性を確保できます.このガイドでは,パワープレーンの技術的基礎,その重要な用途,現代の多層設計に導入するための最良の実践.
電力平面は,電源に接続されている多層PCB内の専用導電層である.通常は銅の固形シートである.標準的な線路とは異なり,特定のピンに電力を路由する.,パワーの平面は,ボードの広い領域に電圧の連続的な"貯蔵庫"を提供します.
電力平面の主な役割は電圧の分布であるが,電源配送ネットワーク (PDN) と信号整合性 (SI) に与える影響は多面的である.
動力平面が地面平面に隣接して置かれたとき,それらは大きな平行プレートコンデンサターとして機能します.これは高周波解離容量を提供します.単一のトラスが処理できない高周波ノイズを抑制します.
高速デジタル回路は 急速な電流の爆発を必要とします 電力平面は 軌跡と比較して 巨大な横断面を持つため 非常に低インピーダンスを提供しますこの IR 落下 (電圧落下) を最小限に抑え,最も電力を欲しがる部品でさえ安定した電圧を受け取ることを保証します.
銅は熱伝導剤で 内部熱吸収器として機能します高功率部品 (CPUやMOSFETなど) によって生成される熱エネルギーをボードの表面全体に分散するこれは,局所的なホットスポットを防止し,IPC-A-610準拠の溶接合体の信頼性を向上させます.
固体電力の平面は信号の軌跡の基準平面として機能します 地面平面と組み合わせると 電磁場を抑えるのに役立ちます電気磁気干渉 (EMI) を大幅に削減し,取締役会が規制基準に準拠することを改善する.
設計者は,パワー・プレーンの最大限の利益を得るためには,特定のDFM (製造のための設計) と電気ガイドラインを遵守しなければなりません.
高速設計では,常に動力平面を地面平面に隣接して配置する.これはPDNのループ誘導力を減らす緊密な結合を作成する.一般的なベストプラクティスは"20Hルール"です.限界放射排出量を減らすため,パワー平面が地面平面より少し小さい場合.
現代の設計では,単一のボードには複数の電圧 (例えば1.8V,3.3V,および5V) が必要である可能性があります.
IC の電源ピンに可能な限り離縁コンデンサーを配置する.電源平面にコンデンサーを接続する経路は,ループ面積を最小限にするために配置されるべきである.コンデンサターがコンポーネントに入る前に高周波ノイズを効果的に"フィルター"できるようにする.
2層のボードでは電源の痕跡が標準です. しかし,4層以上または高周波コンポーネントの設計では,信号の整合性と低インピーダンスを確保するために,パワー・プレーンが強く推奨されます..
スプリット・パワー・プレンは,各段に異なる電圧を帯びた単一の銅層です.これは,複数の電圧レールのための飛行機の利点を提供しながらスペースを節約するために複雑な設計で一般的です.
信号の軌跡に連続的な参照平面を提供することで,電源平面は信号の回帰電流のループ面積を最小化するのに役立ちます.ループの面積が小さくなり,放射性排出量が大幅に減少する.
技術的に可能である (しばしば"信号上電源"層と呼ばれる) が理想的ではありません.安定を維持するために,電源と地面のために専用の飛行機を維持することがベストな実践です.敏感な信号のための低騒音環境.
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