Power Plane PCB: esminė jūsų grandinių plokščių dalis

Įvadas

Kaip grandinių plokščių dizaineris, jūs žinote, kad galios plokštumos PCB vaidina esminį vaidmenį jūsų grandinių plokštėse. Jūs galėsite suprasti jo svarbą tik tada, kai žinosite, kad tai yra sluoksnis, kuris platina dabartinis visoje lentoje. Srovė praeina per šią plokštumą, taip pat per kitus lentos sluoksnius.

Maitinimo plokštumos yra esminė grandinių plokščių dalis, bet ką tiksliai jos daro? Gavome atsakymus, kurių jums reikia, kad įsitikintumėte, jog jūsų kita grandinės plokštė tinkamai veikia.

Įvadas į Power Plane PCB

Įvadas į Power Plane PCB

Kas yra „Power Plane“ PCB?

Maitinimo plokštuma yra laidus sluoksnis, naudojamas paskirstyti energiją visoms plokštės dalims. Jį galima rasti abiejose PCB pusėse ir jis suteikia elektros grįžimo kelią srovei, kuri teka per grandinę. Įtampos ir srovės lygiai galios plokštumose paprastai yra daug didesni nei tie, kuriuos teikia kiti komponentai, pvz rezistoriai or kondensatoriai.

Maitinimo plokštuma paprastai yra prijungta prie vieno plokštės taško, vadinamo atskaitos tašku arba įtampos šaltiniu, kuris gali būti nuo 0 V iki 5 V. Tada visi komponentai prijungiami prie šio atskaitos taško ir tiekiami įtampa per savo kaiščius į bet kurią grandinę, kurią jie valdo ar stebi.

Power Plane PCB

Power Plane PCB

Kodėl verta naudoti elektrinius lėktuvus?

Maitinimo plokštumos naudojamos spausdintinėse plokštėse (PCB), kad energija būtų paskirstyta panašiai kaip vanduo paskirstomas skirtingose ​​miesto vietose. Maitinimo plokštumos naudojamos kaip būdas sumažinti srovės, kuri keliauja per kitus PCB sluoksnius, kiekį, o tai gali sukelti šilumos ir elektros varžos problemų.

Kuriant PCB svarbu atsižvelgti į tai, kiek energijos reikės kiekvienam plokštės komponentui. Šią informaciją turėtų pateikti šių komponentų gamintojas, kad galėtumėte apskaičiuoti, kiek srovės tekės per kiekvieną jūsų plokštės sluoksnį. Jei šios informacijos nėra, gali tekti šiek tiek ištirti, kokios maitinimas bus naudojamas su jūsų gaminiu arba kiek srovės kiekviena dalis naudoja, kai ji veikia normaliai.

Power Plane PCB tipai

Jei kada nors susimąstėte apie skirtingus maitinimo plokštumos PCB tipus, mes pasiruošę padėti. Yra 3 skirtingų tipų galios plokštumos PCB. Šitie yra:

Power Plane PCB tipai

Power Plane PCB tipai

Dinaminės plokštumos

Maitinimo plokštumos spausdintinės plokštės tipas, kuris naudoja nuo dažnio priklausomą jungtį galiai perduoti tarp plokštės sekcijų. Tai leidžia efektyviau paskirstyti ir valdyti energiją nei tradicinės statinės galios plokštumos PCB.

Statinės plokštumos

Turi varinės folijos sluoksnį, kuris veikia kaip kiekvieno PCB sluoksnio maitinimo šaltinis. Statinės galios plokštumos veikia kaip elektros srovės šaltinis ir padeda paskirstyti srovę visoje PCB.

Iškirpti

Jis naudojamas grandinių plokštėms, kurios turi tik vieną ar du sluoksnius ir turi didelį plotą varis ant apatinio sluoksnio. Išpjovos konstrukcijai nereikia įžeminimo plokštės, todėl ją galima naudoti bet kurioje situacijoje, kai reikia sujungti kelis komponentus nenaudojant papildomos įžeminimo plokštės.

„Power Plane“ pranašumas

Maitinimo plokštumos naudojamos elektros energijai paskirstyti visoje spausdintinėje plokštėje. Spausdintinės plokštės maitinimo plokštumos naudojimo pranašumai yra šie:

„Power Plane“ pranašumas

„Power Plane“ pranašumas

Didesnė srovės talpa

Jėgos plokštumos pranašumas prieš kitus PCB sluoksniai yra tai, kad jis turi didesnę srovės galią nei kiti sluoksniai. Tai reiškia, kad naudodami maitinimo plokštumos sluoksnį galite paleisti daugiau srovės per savo PCB, nei galėtumėte naudoti kitą sluoksnį, pvz., vidinį įžeminimo arba signalo sluoksnį.

Geresnis grandinių atsiejimas

Maitinimo plokštuma yra svarbi spausdintinės plokštės dalis, nes ji užtikrina geresnį grandinių atsiejimą. Tai daroma atskiriant antžemines ir maitinimo plokštumas viena nuo kitos.

Galios plokštumoje yra visi plokštės stiprios srovės takai, o įžeminimo plokštumoje - visi silpnos srovės takai. Kai šios dvi plokštumos yra atskirtos, jos užtikrina geresnį spausdintinės plokštės didelės ir silpnos srovės grandinių atsiejimą, o tai gali padėti pagerinti našumą.

Trumpesni grįžimo keliai

Trumpesni galios plokštumos grįžimo keliai padeda sumažinti PCB spinduliuojamą emisiją. Taip yra todėl, kad trumpesni keliai turi mažesnę talpą ir induktyvumą nei ilgesni, o tai sumažina kelyje sukauptos energijos kiekį.

Be to, sumažėja trumpesni grįžimo keliai varža pokyčiai, kuriuos sukelia nuo dažnio priklausomi pėdsakų ilgio ir pločio kitimai. Tai padeda išlaikyti butą dažnis atsakas visais dažniais, užtikrinant geresnį signalo vientisumą ir atsparumą triukšmui.

Patarimai, kaip projektuoti Power Plane PCB

Maitinimo plano PCB yra PCB tipas, kurio galia paskirstoma bendrame sluoksnyje. Jis naudojamas paskirstyti energiją visoje plokštėje ir sumažinti sluoksnių skaičių. Norėdami sukurti maitinimo plokštumos PCB, turėtumėte vadovautis šiais patarimais:

1 patarimas – užtikrinkite tinkamą simetriją

Pirmas dalykas, kurį turėtumėte padaryti kuriant maitinimo plokštumos PCB, yra užtikrinti tinkamą simetriją. Kurdami savo PCB, norite įsitikinti, kad visi komponentai yra nukreipti ta pačia kryptimi ir kad visi komponentai yra suderinti vienas su kitu. Tai padės užtikrinti, kad visi jūsų komponentai būtų tinkamai išdėstyti ir sulygiuoti, o tai labai palengvins surinkimą tiek jums, tiek gamintojui.

Simetrija padeda išlaikyti grandinės pusiausvyrą ir apsaugo nuo per didelės srovės tekėjimo viena kryptimi. Tai taip pat užtikrina, kad srovė tekėtų tolygiai paviršius galios plokštumos PCB, o tai sumažina šilumos paskirstymą ir pagerina efektyvumą.

2 patarimas – naudokite kelių komandų išdėstymo programinę įrangą ir įrankius

Kurdami PCB norėsite įsitikinti, kad jūsų naudojama maketavimo programinė įranga yra suderinama su visų kitų komandų naudojamais įrankiais. Jei ne, turėsite eksportuoti kiekvieną failą ir importuoti juos į kitą programą, o tai gali sukelti klaidų. Štai kodėl kryžminė komanda planas programinė įranga ir įrankiai yra labai svarbūs!

Jei dirbate su dizainerių komanda, galite naudoti kelių komandų išdėstymo programinę įrangą ir įrankius, kad galėtumėte bendrinti informaciją apie savo dizainą. Tai padės išvengti klaidų ir išlaikyti savo komandą tame pačiame puslapyje.

3 patarimas – pateikite kelis domenus

Kai kuriate galios plokštumos PCB, vienas geriausių būdų tai padaryti yra pateikti kelis domenus. Tai darydami galite įsitikinti, kad jūsų galios plokštuma gali valdyti visą srovę, kuri teka per ją. Taip pat norite įsitikinti, kad yra pakankamai vietos bet kuriam paviršinio montavimo komponentai arba didesni komponentai, kuriuos vėliau gali tekti įdėti į lentą.

Skirtumas tarp jėgos plokštumos ir žemės plokštumos

„Power Plane“ ir „Ground Plane“ yra du terminai, kurie dažnai painiojami. Jie abu nurodo tą patį dalyką - atskaitos plokštumą, kuri naudojama padėti nustatyti elektros tinklo vietą komponentas arba grandinė. Tačiau tarp „Power Plane“ ir „Ground Plane“ yra keletas subtilių skirtumų.

Jėgos plokštuma ir antžeminė plokštuma

Jėgos plokštuma ir antžeminė plokštuma

Power Plane ypatybės

Maitinimo plokštuma yra dar vienas didelio masto paskirstymo tinklo pavadinimas spausdintinėje plokštėje. Tai vario sritis, kuri tiekia energiją keliais keliais, o ne tik vienu, kaip su vienu pėdsaku. Galios plokštumos naudojamos didelės spartos grandinėse, nes jos suteikia daugiau srovei tekančių takų nei vien pavieniai pėdsakai; tai padeda sumažinti šių sistemų induktyvumą ir skersinį pokalbį, taip pat pagerina bendrą patikimumą, nes sumažėja varža tarp skirtingų elektroninio prietaiso dalių, pvz., integrinio grandyno arba mikroprocesorius moduliai.

Antžeminės plokštumos ypatybės

Įžeminimo plokštė yra vario plotas, kuris yra prijungtas prie plokštės įžeminimo gnybto (arba kompiuteris). Ši varinė sritis veikia kaip atskaitos taškas kitiems grandinės komponentams, kurie vėliau gali jį naudoti kaip įžeminimo šaltinį. Antžeminės plokštumos dažniausiai randamos skaitmeninės grandinės, kur jie naudojami nuolatinei srovei ir skaitmeniniams komponentams įžeminti. The didesnė įžeminimo plokštuma, tuo geriau jis įžemina.

Ar galios plokštuma gali būti atskaitos plokštuma?

Taip, galios plokštuma gali būti atskaitos plokštuma spausdintinėje plokštėje. Norėdami tai padaryti, turite šiek tiek padirbėti. Pirmiausia turite apibrėžti galios plokštumą ir prijungti ją prie kitų plokštės komponentų. Tai atlikę, sukursite atskaitos plokštumą, skirtą komponentams sujungti su pėdsakais arba būdai.

Atskaitos plokštuma

Atskaitos plokštuma

Kas yra PCB maitinimo plokštumos srovės perdavimo talpa?

Tai skaičius, nurodantis, kiek srovės gali būti pernešama PCB maitinimo plokštumoje.

Kalbant apie PCB, maitinimo plokštuma yra vario sluoksnis, einantis per plokštės centrą ir jungiantis visus komponentus. Šis sluoksnis paprastai yra prijungtas prie žemės, ir jis perduoda visų jūsų komponentų srovę.

Jūsų galios plokštumos srovės keliamoji galia priklauso nuo jos storio ir nuo to, kiek srovės iš jos turi paimti kiekvienas komponentas. Kuo storesnė jūsų galios plokštuma ir (arba) kuo mažiau srovės vartoja kiekvienas komponentas, tuo didesnė bus jo srovės talpa.

Kaip apskaičiuoti PCB maitinimo plokštumos srovės talpą?

PCB maitinimo plokštumos srovės talpa yra didžiausia leistina srovė, kuri gali tekėti per PCB maitinimo plokštumą. Jis apskaičiuojamas padauginus maitinimo laidininko skerspjūvio plotą iš leistino srovės tankio ir padalijus jį iš bendro PCB maitinimo plokštumos ploto.

Norėdami apskaičiuoti maitinimo laidininko skerspjūvio plotą, turėsite išmatuoti jo skersmenį su apkaba arba mikrometru. Jei jo skerspjūvis yra apskritas, taip pat galite naudoti suportą, kad išmatuotų jo perimetrą, tada padauginkite šią vertę iš pi (3.14), kad perimetras būtų padalintas į 2 lygias dalis.

Kai turėsite šiuos skaičius, įtraukite juos į šią lygtį:

Skerspjūvio plotas = (Pėdsakai storis x pėdsako plotis x 1.378 [Didžiausia srovė/oz/ft2]).

Apskaičiuokite PCB maitinimo plokštumos srovės talpą

 Dabartinės talpos formulė

Kodėl verta naudoti didelius lėktuvus?

Spausdintinėje plokštėje (PCB) svarbiausias veiksnys kuriant grandinę yra gerai suplanuota galios plokštuma. Maitinimo plokštuma yra vario sluoksnis, kuris perduoda energiją iš vienos PCB dalies į kitą. Tai suteikia bendrą pagrindą visiems to paties sluoksnio komponentams ir padeda išvengti signalo trukdžių tarp jų.

Jūsų maitinimo plokštumos dydis gali turėti įtakos tam, kiek šilumos ji gali išsklaidyti prieš sugesdama, todėl svarbu pasirinkti tinkamą projekto dydį. Jei naudosi ir tu mažas lėktuvo, susidursite su šilumos išsklaidymo ir energijos paskirstymo problemomis; jei naudosite per didelį lėktuvą, jis netinkamai tilps ant jūsų lentos.

Mažesnis nuolatinės srovės pasipriešinimas

Grandinėje prarastos galios kiekis priklauso nuo kelių veiksnių, įskaitant grandinės srovę ir įtampą, taip pat jos varžą. Kai turite didelį pasipriešinimą, tai reiškia, kad jūsų grandinėje bus prarasta daugiau galios. Kita vertus, jei turite mažą pasipriešinimą, tai reiškia, kad bus prarasta mažiau energijos.

Pagrindinė priežastis, kodėl didelės galios plokštumos gali padėti sumažinti nuolatinės srovės varžą, yra ta, kad jos sumažina jungčių, kurias reikia naudoti plokštėje, skaičių. Vias yra metalas kištukai, jungiantys skirtingus spausdintinės plokštės (PCB) sluoksnius; jie naudojami perduoti signalus iš vieno sluoksnio į kitą, nenaudojant laidų ar pėdsakų vienas ant kito. Kuo mažiau perėjimų yra PCB konstrukcijoje, tuo mažesnis pasipriešinimas bus tarp tų sluoksnių, todėl bendras energijos nuostolis bus mažesnis.

Didesnis šilumos perdavimas

Kaip žinote, šiluma perduodama iš vieno objekto į kitą laidumo, konvekcijos ar spinduliavimo būdu. Didelės galios plokštumos veikia kaip šilumos laidininkas ir padeda perduoti šilumą iš vienos dalies į kitą.

Naudojant didelę galios plokštumą, šilumos perdavimas yra daug efektyvesnis nei naudojant mažą galios plokštumą. Didesnis PCB paviršiaus plotas leidžia daugiau šilumos perduoti iš vario sluoksnio į orą, o tai padeda išlaikyti žemą temperatūrą naudojimo metu.

Išvada

Dabar, kai žinote bendrą galios plokštumos PCB principą, geriau suprasite jo svarbą jūsų plokštės konstrukcijoje. Todėl rekomenduojama neskubėti, atsižvelgti į įvairius veiksnius ir įsitikinti, kokia galios plokštumos PCB puikiai atitinka jūsų poreikius.

Atnaujinkite slapukų nuostatas
Pereikite į viršų