Circuit imprimé Power Plane :bonnes pratiques

L'un des meilleurs moyens d'améliorer votre carte de circuit imprimé (PCB) multicouche consiste à utiliser des plans d'alimentation. En utilisant des plans d'alimentation dans votre PCB, vous pouvez utiliser des chemins de retour plus courts, bénéficier d'un meilleur découplage entre les circuits et obtenir une plus grande capacité de courant. Si vous souhaitez tirer le meilleur parti de votre PCB, découvrez les meilleures façons d'implémenter des plans d'alimentation.

Cet article couvre la définition des plans d'alimentation, leur utilisation dans les PCB et les meilleures pratiques d'utilisation des plans d'alimentation avec les PCB.

Qu'est-ce qu'un avion électrique ?

Un plan d'alimentation est un plan de cuivre plat conçu pour fournir à votre PCB une alimentation stable en tension. Les plans d'alimentation sont connectés aux alimentations, un peu comme la façon dont les plans de masse se connectent à la connexion à la terre d'une alimentation. Ces plans de puissance alimentent les composants en énergie par contact avec un via comportant une trace.

Vous ne trouverez généralement que des plans d'alimentation dans les PCB comportant plus de trois couches. Cette tendance à utiliser des plans de puissance dans les cartes avec plus de couches est en partie due aux avantages plus importants de l'utilisation de plans de masse pour les cartes à deux couches au lieu des plans de puissance. Étant donné que les plans de sol stables utilisent des pistes pour alimenter une source d'alimentation, ils ont tendance à être une meilleure option pour les cartes à deux couches.

L'utilisation de plans d'alimentation dans les cartes de plus de trois couches ou plus est une pratique exemplaire de l'industrie consistant à utiliser des couches en nombre pair lors de la création d'empilements multicouches. Lorsqu'un empilement a un nombre impair de couches, il crée une construction asymétrique qui provoque souvent des défauts structurels, tels que le gauchissement et la torsion.

Comment les Power Planes sont-ils utilisés dans un PCB ?

Alors que les cartes à deux couches peuvent bénéficier de plans de masse comportant des traces et des pistes, la plupart des cartes à quatre couches ou plus peuvent bénéficier de manière significative des plans de puissance. Voici quelques-unes des principales façons dont les plans d'alimentation sont utilisés dans les PCB pour offrir de plus grands avantages que ceux avec des traces :

• Capacité de transport de courant supérieure : Les traces ont tendance à avoir du mal à gérer des courants plus importants, ce qui fait que les PCB ont des températures de fonctionnement plus élevées. En revanche, les plans d'alimentation permettent aux PCB d'avoir des températures de fonctionnement plus basses car ils ont une plus grande capacité de transport de courant.
• Chemins de retour plus courts : Une autre façon dont les PCB peuvent bénéficier des plans d'alimentation est leurs chemins de retour plus courts que ceux utilisés avec les traces. Ces chemins de retour plus courts permettent au plan d'alimentation d'alimenter le circuit beaucoup plus facilement, car vous pouvez facilement suivre le via reliant la voie d'alimentation et la couche de signal. En ayant des chemins de retour plus courts, un PCB bénéficiera de meilleures performances de compatibilité électromagnétique (CEM).
• Meilleur découplage entre les circuits : Les plans de puissance sont régulièrement utilisés dans les PCB à la place des pistes car ils offrent un meilleur découplage entre les circuits. Ce découplage amélioré aide à empêcher le bruit et l'énergie de se propager d'un circuit à l'autre dans l'alimentation.

Meilleures pratiques en matière de conception de plans de puissance

Si vous êtes intéressé par l'utilisation de plans d'alimentation pour vos PCB, vous voudrez comprendre les meilleures pratiques pour la conception de plans d'alimentation. En vous appuyant sur certaines des stratégies les plus courantes pour la conception de plans de puissance, vous pouvez mieux dissiper la chaleur et produire une construction plus symétrique. Voici les meilleures pratiques pour les conceptions de circuits imprimés de plans de puissance :

Concevoir les plans d'alimentation pour une bonne dissipation de la chaleur

Un circuit imprimé multicouche doit disposer d'une bonne dissipation de la chaleur pour s'assurer qu'il ne surchauffe pas et ne tombe pas en panne. Lorsque vous avez une carte multicouche avec des plans d'alimentation, c'est une bonne idée d'utiliser le partitionnement des plans. Vous pouvez également compter sur plusieurs vias, car cette stratégie de conception peut améliorer le partitionnement des plans. Avec ces stratégies, vous pouvez dissiper plus efficacement la chaleur du PCB tout en utilisant des plans d'alimentation.

Utiliser plusieurs domaines

Un circuit imprimé monocouche n'a généralement besoin que d'un seul domaine d'alimentation pour alimenter ses composants lorsque ces composants ont des exigences de tension identiques. Pour les conceptions de circuits imprimés plus complexes et plus denses comportant des plans d'alimentation, il est recommandé d'utiliser plusieurs domaines. Par exemple, les ports d'E/S d'un PCB peuvent avoir des exigences de tension différentes de celles des unités de microcontrôleur, ce qui vous oblige à prendre en compte les deux tensions en divisant le plan de référence.

Bien que le fait d'avoir plusieurs domaines puisse vous aider à économiser de l'espace et à vous assurer que chaque composant dispose de la bonne puissance, vous pouvez toujours rencontrer des problèmes EMC, un bruit et une diaphonie plus importants. Les meilleurs fabricants sépareront les circuits haute puissance, analogiques et numériques de leur plan de puissance PCB pour réduire les risques d'effets négatifs. Ils peuvent également séparer les rails d'alimentation de chaque circuit sur le PCB et ignorer le plan d'alimentation pour recevoir un routage plus efficace. Cette option de conception nécessite l'utilisation d'un plan de masse pour absorber le bruit et raccourcir les trajets de retour.

Assurez-vous que les cartes multicouches ont une symétrie

Lorsque vous concevez un PCB multicouche, vous souhaitez qu'il ait une symétrie appropriée. Vos plans de puissance jouent un rôle important pour assurer cette symétrie. Par exemple, une carte à quatre couches devra avoir deux plans d'alimentation internes. Cette stratégie de conception est particulièrement utile pour les PCB à deux faces comportant des composants montés sur les couches inférieure et supérieure. Gardez à l'esprit que vous devrez vous fier aux traces pour donner des retours à votre PCB lorsque vous utilisez plusieurs plans d'alimentation.

Collaborez entre équipes avec un logiciel de mise en page et les meilleurs outils de mise en page

Une autre bonne pratique pour produire des circuits imprimés Power Plan consiste à utiliser un logiciel de mise en page qui vous permet de collaborer entre les équipes. Avoir un logiciel dans votre coin peut vous aider à définir les bonnes dimensions de couche, à organiser l'empilement de manière appropriée avec la bonne conception de plan d'alimentation et à sélectionner les meilleurs matériaux. Un logiciel de mise en page de haute qualité peut également vous aider à déterminer les meilleurs emplacements, tailles, nombres et types de vias.

L'utilisation d'un logiciel de collaboration inter-équipes vous permet de vous assurer d'utiliser les meilleures conceptions possibles. Ce logiciel peut également vous aider à simuler plus efficacement vos conceptions et à les analyser pour créer le meilleur placement et la meilleure construction du plan de puissance. Vous pouvez compléter ce logiciel en utilisant des outils de mise en page efficaces pour rendre le processus encore plus facile.

Choisissez Millennium Circuits Limited pour vos besoins en PCB Power Plane

Maintenant que vous connaissez les meilleures pratiques pour concevoir un circuit imprimé d'avion de puissance, vous avez besoin d'une entreprise qui peut vous fournir les meilleurs circuits imprimés pour vos besoins. Chez Millennium Circuits Limited, nous fournissons à nos clients des circuits imprimés de qualité, y compris des circuits imprimés multicouches dotés de plans d'alimentation. Grâce à notre expérience dans l'industrie et à la certification ISO 9001:2015, vous pouvez être sûr de recevoir des PCB de haute qualité répondant à vos exigences les plus strictes lorsque vous vous associez à nous.

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