ngọn cờ

Chi tiết blog

Created with Pixso. Nhà Created with Pixso. Blog Created with Pixso.

Hướng dẫn cuối cùng cho PCB Power Planes: Tăng hiệu suất và tính toàn vẹn

Hướng dẫn cuối cùng cho PCB Power Planes: Tăng hiệu suất và tính toàn vẹn

2024-09-03
Đơn vị điện trong PCB: Hướng dẫn toàn diện

Trong thế giới điện tử hiệu suất cao, cung cấp năng lượng ổn định là nhịp tim của hệ thống.và máy bay điện là cơ chế chính để đảm bảo phân phối điện đồng đềuNgoài việc giao hàng đơn giản, máy bay điện cung cấp những lợi ích đáng kể, bao gồm giảm tiếng ồn, EMI che chắn, và tiêu tan nhiệt.

Việc sử dụng một máy tính năng lượng được thiết kế tốt có thể cải thiện hiệu suất tổng thể của PCB và đảm bảo tính toàn vẹn của bảng trong thời gian dài.và thực tiễn tốt nhất để thực hiện chúng trong thiết kế đa lớp hiện đại.

Đơn vị điện trong PCB là gì?

Một máy điện là một lớp dẫn điện chuyên dụng - thường là một tấm đồng rắn - bên trong một PCB đa lớp được kết nối với nguồn cung cấp điện.,một mặt phẳng năng lượng cung cấp một "bể chứa" điện áp liên tục trên một khu vực lớn của bảng.

Đặc điểm chính:
  • Trọng lượng đồng: Thông thường được thiết kế với đồng 1 oz (35 μm) hoặc 2 oz, tùy thuộc vào các yêu cầu hiện tại.
  • Đặt lớp: Trong một bộ xếp chồng 4 lớp tiêu chuẩn, máy điện và mặt đất thường chiếm các lớp bên trong (Lay 2 và Lay 3) để cung cấp một cấu trúc cân bằng và giảm biến dạng.
  • Kết nối: Các thành phần kết nối với mặt phẳng năng lượng thông qua các đường ống, thường sử dụng các phím nhiệt để đảm bảo khả năng hàn trong quá trình SMT (Công nghệ lắp đặt bề mặt).
Sử dụng cho PCB Power Planes

Trong khi vai trò chính của một máy điện là phân phối điện áp, tác động của nó đến Mạng phân phối điện (PDN) và Tính toàn vẹn tín hiệu (SI) của một bảng là đa diện.

  1. Giảm tiếng ồn và tách rời

    Khi một mặt phẳng năng lượng được đặt liền kề mặt phẳng, chúng hoạt động như một chất điện lớn, đĩa song song.giúp ức chế sóng điện áp và tiếng ồn tần số cao mà các dấu vết cá nhân không thể xử lý.

  2. Đường cản thấp

    Các mạch kỹ thuật số tốc độ cao đòi hỏi các vụ nổ điện nhanh. Bởi vì một mặt phẳng điện có diện tích cắt ngang lớn so với một dấu vết, nó cung cấp trở ngại cực kỳ thấp.Điều này làm giảm thiểu sự sụt giảm IR (giảm điện áp) và đảm bảo rằng ngay cả các thành phần đói năng lượng nhất cũng nhận được điện áp ổn định.

  3. Quản lý nhiệt

    Đồng là một chất dẫn nhiệt tuyệt vời.Phân bố năng lượng nhiệt được tạo ra bởi các thành phần công suất cao (như CPU hoặc MOSFET) trên toàn bộ bề mặt bảngĐiều này ngăn ngừa các điểm nóng địa phương và cải thiện độ tin cậy của các khớp hàn phù hợp với IPC-A-610.

  4. Bảo vệ EMI và đường trở lại

    Một mặt phẳng năng lượng rắn có thể phục vụ như một mặt phẳng tham chiếu cho dấu hiệu.Giảm đáng kể nhiễu điện từ (EMI) và cải thiện sự tuân thủ của hội đồng quản trị các tiêu chuẩn quy định.

Các thực tiễn tốt nhất về thiết kế PCB Power Plane

Để tối đa hóa lợi ích của máy bay điện, các nhà thiết kế phải tuân thủ các hướng dẫn DFM (Hình thiết kế để sản xuất) và điện cụ thể.

Tối ưu hóa bộ sưu tập của bạn

Đối với các thiết kế tốc độ cao, luôn luôn đặt mặt phẳng năng lượng liền kề mặt phẳng mặt đất. Điều này tạo ra một sự ghép chặt chẽ làm giảm độ thắt vòng của PDN. Một thực tiễn tốt nhất phổ biến là "Quy tắc 20H",nơi mà mặt phẳng động cơ nhỏ hơn một chút so với mặt phẳng mặt đất để giảm lượng khí thải bức xạ cạnh.

Quản lý các máy bay chia

Trong các thiết kế hiện đại, một bảng đơn có thể yêu cầu nhiều điện áp (ví dụ: 1,8V, 3.3V và 5V).

  • Phân đoạn: Bạn có thể "phân" một lớp đồng duy nhất thành nhiều hòn đảo điện áp.
  • Cảnh báo: Không bao giờ định tuyến tín hiệu tốc độ cao qua một phân chia trong mặt phẳng tham chiếu cơ bản. Điều này tạo ra sự gián đoạn trong đường trở lại, dẫn đến phản xạ tín hiệu nghiêm trọng và các vấn đề EMI.
tuân thủ các tiêu chuẩn IPC
  • IPC-2152: Sử dụng tiêu chuẩn hiện đại này để xác định khả năng chịu điện và tăng nhiệt độ. Nó chính xác hơn IPC-2221 cũ hơn vì nó tính toán nội bộ so với nhiệt độ.Các lớp bên ngoài và sự hiện diện của các mặt phẳng liền kề.
  • Thông qua khâu: Sử dụng nhiều đường dẫn cho các đường dẫn dòng điện cao để giảm độ hấp dẫn và kháng của ký sinh trùng.
Đặt tụ điện tách rời chiến lược

Đặt tụ điện tách càng gần càng tốt với các chân nguồn của IC.đảm bảo bộ tụ có thể "thanh lọc" hiệu quả tiếng ồn tần số cao trước khi nó xâm nhập vào thành phần.

Câu hỏi thường gặp
Q1: Tôi nên sử dụng một máy bay năng lượng hoặc dấu hiệu năng lượng?

Tuy nhiên, đối với bất kỳ thiết kế nào có nhiều hơn 4 lớp hoặc các thành phần tần số cao,một mặt phẳng năng lượng được khuyến cáo mạnh mẽ để đảm bảo tính toàn vẹn của tín hiệu và trở ngại thấp.

Câu 2: "Chiếc máy bay năng lượng phân chia" là gì?

Một mặt phẳng điện phân chia là một lớp đồng đơn được chia thành các phần khác nhau, mỗi phần mang một điện áp khác nhau.Điều này là phổ biến trong các thiết kế phức tạp để tiết kiệm không gian trong khi vẫn cung cấp các lợi ích của một máy bay cho nhiều đường ray điện áp.

Q3: Làm thế nào một máy bay điện giúp với EMI?

Bằng cách cung cấp một mặt phẳng tham chiếu liên tục cho các dấu vết tín hiệu, một mặt phẳng điện giúp giảm thiểu diện tích vòng của dòng trở lại của tín hiệu.Khu vực vòng lặp nhỏ hơn dẫn đến lượng phát xạ thấp hơn đáng kể.

Q4: Có thể sử dụng một mặt phẳng năng lượng như một lớp tín hiệu không?

Mặc dù có thể về mặt kỹ thuật (thường được gọi là một lớp " tín hiệu trên sức mạnh"), nó không phải là lý tưởng.môi trường tiếng ồn thấp cho các tín hiệu nhạy cảm.

Sẵn sàng tối ưu hóa dự án PCB tiếp theo của bạn? Tại DUXPCB, chúng tôi chuyên về thiết kế đa lớp tiên tiến và lắp ráp đáng tin cậy cao.[Giao tiếp với đội ngũ kỹ sư của chúng tôi ngày hôm nay] để thảo luận về yêu cầu PDN của bạn và đảm bảo bảng của bạn được xây dựng theo tiêu chuẩn IPC cao nhất.