PCB do Power Plane:Melhores Práticas

Uma das melhores maneiras de melhorar sua placa de circuito impresso (PCB) de várias camadas é usando planos de energia. Ao empregar planos de potência em seu PCB, você pode utilizar caminhos de retorno mais curtos, receber melhor desacoplamento entre circuitos e obter uma maior capacidade de corrente. Se você estiver interessado em tirar o máximo proveito do seu PCB, aprenda as principais maneiras de implementar aviões de potência.

Este artigo aborda a definição de planos de potência, como eles são usados ​​em PCBs e as melhores práticas de uso de planos de potência com PCBs.

O que é um avião a motor?

Um plano de energia é um plano de cobre plano projetado para fornecer ao seu PCB um fornecimento constante de tensão. Os planos de energia são conectados às fontes de alimentação, assim como os planos de aterramento se conectam à conexão de aterramento de uma fonte de alimentação. Esses planos de força fornecem energia aos componentes através do contato com uma via com traço.

Normalmente, você encontrará apenas planos de energia em PCBs com mais de três camadas. Essa tendência de usar planos de potência em placas com mais camadas se deve, em parte, aos maiores benefícios de usar planos de aterramento para placas de duas camadas em vez de planos de potência. Como os planos de aterramento estáveis ​​utilizam trilhos para fornecer energia a uma fonte de energia, eles tendem a ser uma opção melhor para placas de duas camadas.

O uso de planos de energia em placas com mais de três camadas ou mais é uma prática recomendada do setor de empregar camadas em números pares ao criar empilhamentos de várias camadas. Quando um empilhamento tem um número ímpar de camadas, ele cria uma construção assimétrica que geralmente causa defeitos estruturais, como empenamento e torção.

Como os planos de energia são usados ​​em um PCB?

Enquanto as placas de duas camadas podem se beneficiar de planos de aterramento com traços e trilhas, a maioria das placas de quatro ou mais camadas pode se beneficiar significativamente de planos de energia. Algumas das principais maneiras pelas quais os planos de energia são usados ​​em PCBs para fornecer maiores vantagens do que aqueles com traços incluem:

• Maior capacidade de carga de corrente: Os traços tendem a se esforçar para lidar com correntes maiores, resultando em PCBs com temperaturas operacionais mais altas. Por outro lado, os planos de energia ajudam os PCBs a ter temperaturas operacionais mais baixas, pois têm uma maior capacidade de transporte de corrente.
• Caminhos de retorno mais curtos: Outra maneira pela qual os PCBs podem se beneficiar dos planos de potência são seus caminhos de retorno mais curtos do que aqueles usados ​​com rastreamentos. Esses caminhos de retorno mais curtos tornam muito mais conveniente para o plano de energia alimentar o circuito, pois você pode seguir facilmente a via conectando a faixa de energia e a camada de sinal. Por ter caminhos de retorno mais curtos, um PCB receberá um desempenho aprimorado de compatibilidade eletromagnética (EMC).
• Melhor desacoplamento entre circuitos: Os planos de potência são usados ​​regularmente em PCBs em vez de traços porque fornecem melhor desacoplamento entre os circuitos. Esse desacoplamento aprimorado ajuda a impedir que o ruído e a energia se espalhem de um circuito para outro na fonte de alimentação.

Melhores práticas no projeto de aviões de potência

Se você estiver interessado em usar planos de potência para seus PCBs, convém entender as práticas recomendadas para o projeto de planos de potência. Ao confiar em algumas das estratégias mais comuns para projetos de planos de força, você pode dissipar melhor o calor e produzir uma construção mais simétrica. Aqui estão as principais práticas recomendadas para projetos de PCB de plano de potência:

Projete os planos de energia para dissipação de calor adequada

Um PCB multicamada precisa ter dissipação de calor adequada para garantir que não superaqueça e quebre. Quando você tem uma placa multicamada com planos de energia, é uma boa ideia utilizar o particionamento de plano. Você também pode contar com várias vias, pois essa estratégia de projeto pode melhorar o particionamento do plano. Com essas estratégias, você pode dissipar o calor do PCB de forma mais eficaz ao empregar planos de energia.

Usar vários domínios

Um PCB de camada única geralmente só precisa de um único domínio de energia para alimentar seus componentes quando esses componentes têm requisitos de tensão idênticos. Para projetos de PCB mais complexos e densos com planos de potência, é uma prática recomendada usar vários domínios. Por exemplo, as portas de E/S de um PCB podem ter requisitos de tensão diferentes das unidades de microcontrolador, exigindo que você considere ambas as tensões dividindo o plano de referência.

Embora ter vários domínios possa ajudá-lo a economizar espaço e garantir que cada componente tenha a potência certa, você ainda pode ter problemas de EMC, mais ruído e interferência. Os principais fabricantes separarão os circuitos de alta potência, analógicos e digitais de suas placas de circuitos de potência para reduzir as chances de efeitos negativos. Eles também podem separar os trilhos de alimentação de cada circuito no PCB e pular o plano de alimentação para receber um roteamento mais eficiente. Esta opção de projeto requer o uso de um plano de aterramento para absorver o ruído e encurtar os caminhos de retorno.

Garantir que as placas de várias camadas tenham simetria

Ao projetar uma PCB multicamada, você desejará que ela tenha a simetria adequada. Seus planos de energia desempenham um papel significativo na garantia dessa simetria. Por exemplo, uma placa de quatro camadas precisará ter dois planos de alimentação internos. Essa estratégia de design é especialmente útil para PCBs de dois lados com componentes montados nas camadas inferior e superior. Lembre-se de que você precisará confiar em rastreamentos para fornecer retornos ao seu PCB ao usar vários planos de energia.

Colabore entre equipes com software de layout e as melhores ferramentas de layout

Outra prática recomendada para produzir PCBs de powerplane é usar software de layout que permita a colaboração entre equipes. Ter o software ao seu lado pode ajudá-lo a definir as dimensões corretas da camada, organizar a pilha adequadamente com o design correto do plano de força e selecionar os melhores materiais. O software de layout de alta qualidade também pode ajudá-lo a determinar as melhores localizações, tamanhos, números e tipos de vias.

O uso de software de colaboração entre equipes ajuda a garantir que você use os melhores projetos possíveis. Este software também pode ajudá-lo a simular seus projetos de forma mais eficaz e analisá-los para criar o melhor posicionamento e construção do plano de força. Você pode complementar este software usando ferramentas de layout eficazes para tornar o processo ainda mais fácil.

Escolha a Millennium Circuits Limited para suas necessidades de PCB de avião

Agora que você conhece as melhores práticas para projetar uma placa de circuito impresso, você precisa de uma empresa que possa fornecer as melhores placas de circuito impresso para suas necessidades. Na Millennium Circuits Limited, fornecemos aos nossos clientes PCBs de qualidade, incluindo PCBs multicamadas com planos de potência. Devido à nossa experiência no setor e à certificação ISO 9001:2015, você pode ter certeza de que receberá PCBs de alta qualidade que atendem aos seus requisitos mais rigorosos ao fazer parceria conosco.

Saiba mais sobre nossos recursos de PCB domésticos e offshore hoje. Se você quiser mais informações sobre preços ou tiver alguma dúvida, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco ou solicitar um orçamento gratuito.