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PCB設計的電源處理與平面分割

wFVr_Hardware_1 ? 來源:硬件十萬個為什么 ? 2023-01-16 10:01 ? 次閱讀

a) 小電源優先在信號層鋪銅,其次通過滿足載流的走線連接;

b) 12V、5V 電源如果是開關電源的輸入電源,優先在信號層處理掉(表層、內層信號層),如果一定要在平面層分割,不要用作重要信號線的參考平面;這樣可以有效減小此類“高”壓對信號的影響;

c) 如果分割出的電源平面用作信號的參考平面,電源平面優先作為用電模塊的信號參考平面;如果有多個電源,優先參考電壓低的電源;例如 DDR3,使用的是1.5V 電源,則 1.5V 電源平面可以用作 DDR3 模塊的信號參考平面,但盡量不要參考 3.3V電源或者其他電源;(通常 DDR3 數據參考地平面,地址控制信號參考電源平面)

d) 電源平面和地平面緊相鄰,如果電源平面相鄰的是信號層,盡量在信號層多補一些GND 銅,并打 GND 過孔;

e) 分割線寬度要合理;分割線寬度和兩個電源的電壓差有關,一般推薦:模數之間分割寬度:25mil;數字之間分割寬度 15mil,局部可以更小一些;分割線寬度也可以根據板上空間情況靈活調整,原則上越大越好;

f) 機殼地分割隔離寬度優先 2mm,局部根據情況調整,一般要求不小于 1mm;其他信號遠離機殼地,包括信號線、過孔、鋪銅等;

g) 如果電源/地平面有分割,注意相鄰信號層信號線不要跨分割,盡量避免分割開的參考平面上有高速信號的跨越。

h) 分割的電源過孔避開隔離帶,隔離帶避銅,會導致此類電源過孔沒有連接;

i) 模擬區域的電源,為了減小電源對信號的影響,一般不推薦大面積鋪電源網絡銅,一般是在信號層處理掉,電源鋪銅或者走線滿足載流即可,其他區域盡量多鋪地銅和打地過孔;

j) 高壓電源和低壓電源要分區,間距越大越好;避免高壓干擾低壓電源和信號;

k) 常見的爬電避讓間距:

i. 電壓<24V 時,表層蓋阻焊、間距≥0.13mm;表層不蓋阻焊、間距≥0.64mm

ii. 24V≤電壓<48V 時、初級側間距≥0.5mm,次級側間距≥0.2mm;

iii. 48V≤電壓<100V 時,間距≥1mm

iv. 100V≤電壓<200V 時,間距≥1.5mm

v. 200V≤電壓<400V 時,間距≥2.5mm

vi. 400V≤電壓<600V 時,間距≥3.2mm

vii. 電壓≥600V 時,間距≥5mm

l)確認電源、地能承載足夠的電流。過孔數量是否滿足承載要求

(估算方法:外層銅厚1oz時1A/mm線寬,內層0.5A/mm線寬)

m)為降低平面的邊緣輻射效應,在電源層與地層間要盡量滿足20H原則。

(條件允許的話,電源層的縮進得越多越好)。

“20H原則”是指要確保電源平面邊緣比地平面(0V參考面)邊緣至少縮進相當于兩個平面之間間距的20倍,其中H就是指電源平面與地平面之間的距離,如下圖。

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為什么需要20H原則?

在高速PCB中,通常電源平面和地平面間相互耦合RF能量成為邊緣磁通泄露情況,而且RF能量(RF電流)會沿著PCB邊緣輻射出去,為了減少這種耦合效應,所有的電源平面物理尺寸都要比最近鄰的地平面尺寸小20H。

n)如果存在地分割,檢查避免分割的地是否不構成環路?

o)相鄰層不同的電源平面是否避免了交疊放置?

p)保護地、GND的隔離是否大于4mm?

q)靠近帶連接器面板處是否布10~20mm的保護地,并用雙排交錯孔將各層相連?

r)電源走線有效寬度檢查:正負片銅是否有打斷(BGA、過孔密集、以及過孔密集處是否有高速總線),需重點關注0.8mmBGA。

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審核編輯:湯梓紅

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原文標題:PCB設計的電源處理與平面分割

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