確保電氣設(shè)備正常運(yùn)行非常重要，但是對于任何電子設(shè)備而言，首要任務(wù)就是能夠（安全地）將其打開。最近對我來說，我的筆記本電腦的充電器電纜斷了，失去了向計(jì)算機(jī)傳輸電荷的能力。它使我想起電源平面對于PCB設(shè)計(jì)的絕對重要性。

沒有電源，PCB上的組件也可能是惰性金屬。為了點(diǎn)亮燈泡，旋轉(zhuǎn)電動機(jī)或以其他方式執(zhí)行某些操作，例如在DIY濃咖啡機(jī)上保持最佳溫度，您的電路板需要穩(wěn)定的電源才能正常工作。在這篇文章中，我們將詳細(xì)介紹什么是電源平面以及您可以遵循的一些最佳實(shí)踐，以將它們整合到PCB設(shè)計(jì)中。

什么是電源平面？

電源平面在PCB設(shè)計(jì)中通常被指定為VCC，電源平面只是連接到電源的銅的平面。類似于將接地層連接到電源的接地連接。其目的是為您的電路板提供穩(wěn)定的電壓。每當(dāng)組件需要供電時，只需走線到與電源層接觸并形成電路的通孔即可。

您會注意到，通常只能在具有4層或更多層的板上看到電源平面。這是因?yàn)槎鄬佣询B的最佳實(shí)踐是使用偶數(shù)層。奇數(shù)層的堆疊不會節(jié)省任何成本，并且由此產(chǎn)生的不對稱性可能導(dǎo)致翹曲，扭曲和其他結(jié)構(gòu)缺陷。

流行的2層板通常會依靠接地層而不是電源層，而更多地受益于接地層，它依靠軌道來從電源提供電源。

為什么要使用電源平面？

當(dāng)電源平面可用于PCB設(shè)計(jì)時，它們具有優(yōu)于走線和走線的許多優(yōu)點(diǎn)：

改進(jìn)了電路之間的去耦。電源平面的表面可以在絕緣層自身與后面的接地平面之間創(chuàng)建一個平行板去耦電容器，以防止噪聲通過電源從一個電路傳播到另一個電路。

返回路徑更短。沿通孔從信號層向下到電源層為電路供電的便利性。更短的返回路徑可帶來更好的EMC性能。

更大的載流量。電源板可以處理的電流超過走線或走線，從而降低了電路板的工作溫度。

電源平面域拆分

如果它們都具有相同的電壓要求，那么為信號層上的所有組件汲取一個單一的電源就很有意義。但是，越來越復(fù)雜的高密度PCB設(shè)計(jì)越來越流行將電源平面分成多個域的做法。

如果您的MCU需要一個電壓而I / O端口需要另一個電壓，則可能需要拆分參考平面以容納兩個電壓。這樣可以節(jié)省空間，但確實(shí)會使您面臨更大的噪聲，串?dāng)_和其他EMI / EMC問題的風(fēng)險。遵循EMI / EMC最佳做法非常重要，例如將模擬，數(shù)字和大功率電路分開。

就是說，最有效的布線是準(zhǔn)確地考慮所有EMI / EMC注意事項(xiàng)，并且板上的每個電路都有單獨(dú)的電源軌，完全放棄電源平面，轉(zhuǎn)而采用高效布線。在這種情況下，您通常仍會具有接地層，以縮短返回路徑并吸收噪聲。

對于PCB系統(tǒng)設(shè)計(jì)，強(qiáng)大的布局工具可增強(qiáng)電源平面設(shè)計(jì)

無論您是通過飛機(jī)穩(wěn)壓器工作還是需要就地進(jìn)行高度特定和靈敏的電源平面設(shè)計(jì)，還是通過更接地的大功率設(shè)計(jì)進(jìn)行工作，使用最佳的布局工具都將使您的生活更輕松。此外，擁有可以進(jìn)行跨團(tuán)隊(duì)協(xié)作并鼓勵對設(shè)計(jì)進(jìn)行更輕松的分析和仿真的布局軟件，將確保正確的電源平面管理。