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PCB设计小技巧:电源平面处理

电源平面的处理,在PCB设计中占有很重要的地位。在一个完整的设计项目中,通常电源的处理情况能决定此次项目30%~50%的成功率,本次给大家介绍在PCB设计过程中电源平面处理应该考虑的基本要素。

载流能力

做电源处理时,首先应该考虑的是其载流能力。

其中包含2个方面:

电源线宽或铜皮的宽度是否足够。要考虑电源线宽,首先要了解电源信号处理所在层的铜厚是多少,常规工艺下PCB外层(TOP/BOTTOM层)铜厚是1OZ(35um),内层铜厚会根据实际情况做到1OZ或者0.5OZ。对于1OZ铜厚,在常规情况下,20mil能承载1A左右电流大小;0.5OZ铜厚,在常规情况下,40mil能承载1A左右电流大小。

换层时孔的大小及数目是否满足电源电流通流能力。首先要了解单个过孔的通流能力,在常规情况下,温升为10度,可参考下表。

PCB设计小技巧:电源平面处理

从上表可以看出,单个10mil的过孔可承载1A的电流大小,所以在做设计时,若电源为2A电流,使用10mil大小过孔打孔换层时,至少要打2个过孔以上。一般在做设计时,会考虑在电源通道上多打几个孔,保持一点裕量。

电源路径

其次应考虑电源路径,具体应考虑以下2个方面:

电源路径应该尽量短,如果走的过长,电源的压降会比较严重,压降过大会导致项目失败。

电源平面分割要尽量保持规则,不允许有细长条及哑铃形分割。

PCB设计小技巧:电源平面处理

电源分割时,电源与电源平面分割距离尽量保持在20mil左右,如果在BGA部分区域,可局部保持10mil距离的分割距离,如果电源平面与平面距离过近,可能会有短路的风险。

如若在相邻平面处理电源,要尽量避免铜皮或者走线平行处理。主要是为了减少不同电源之间的干扰,特别是一些电压相差很大的电源之间,电源平面的重叠问题一定要设法避免,难以避免时可考虑中间隔地层。

PCB设计小技巧:电源平面处理

做电源分割时应尽量避免相邻信号线跨分割情况,信号在跨分割(如下图示红色信号线有跨分割现象)处因参考平面不连续会有阻抗突变情况产生,会产生EMI、串扰问题,在做高速设计时,跨分割会对信号质量影响很大。

PCB设计小技巧:电源平面处理

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