Plano de potencia interna de dos voltajes

Tengo una placa con una mezcla de voltajes. Terminó siendo un voltaje a un lado del tablero y otro al otro. Me gustaría hacer esta placa de 4 capas en lugar de las 2 originales. ¿Hay alguna razón por la que no deba dividir el plano de voltaje +ve interno en dos? ¿Un 3.3 VDC a la izquierda y un 12 VDC a la derecha en una sola capa interna? Mantendría una sola capa de tierra para todos.

No veo un problema de inmediato con esto y ahorraría costos al necesitar más de 5 capas.

¿Alguno de los voltajes alguna vez necesita cruzar al otro "lado"?
No ellos no.

Respuestas (3)

Tenía algo de experiencia con tableros multivoltaje (diseño que por alguna razón necesita diferentes voltajes para diferentes partes del circuito).

Aprendí por las malas que se pueden tratar múltiples voltajes de la misma manera que se tratan diferentes señales de tierra (por ejemplo, tierra analógica y digital). Es decir, dedicas diferentes partes de tu tablero a diferentes "funcionalidades".

Por lo tanto, si su diseño lo permite, coloque todos los componentes de 5V en una parte de la placa y todos los componentes de 12V en otra parte. De esa manera, puede hacer que ambos planos de voltaje coexistan en la misma capa de su PCB, ya que no se superpondrán.

Dependiendo de las frecuencias, la división realmente no importa, lo cual es el caso para la mayoría de las señales, excepto para los buses de datos y el reloj. Con respecto a la distribución de energía, prefiero enrutar los planos de energía a lo largo de los bordes de la PCB, lo que le permite llegar a varios lugares en la placa y permite que la mayoría de la PCB use un plano de voltaje unificado y/o tierra. YMMV y la aplicación importa. En señales reales de alta velocidad, el uso del plano de potencia como referencia requiere proporcionar límites de derivación cada vez que cambia el plano de referencia, así como el inicio y la parada. Gigahertz es funky.

Hay una razón por la que no hacer esto: si enruta señales de alta velocidad sobre la brecha entre los planos de +12 V y +3,3 V, obtendrá una dosis doble de problemas de integridad de la señal y transmisiones EMI.

Mientras esté consciente de eso, de hecho no hay razón para no dividir los aviones de potencia. Hay formas de evitar ese problema, como usar un condensador junto a las líneas para "unir" los planos de potencia en RF o quizás agregando cobre GND al plano de potencia cuando sea posible.

Tenga en cuenta que "alta velocidad" es un término muy confuso. En el entorno actual de velocidad de reloj gigabit, 10 MHz puede parecer más o menos CC. Sin embargo, los bordes del reloj contienen frecuencias mucho más altas que no estarán contentas con la discontinuidad en el plano de referencia.

Buen punto a tener en cuenta, pero no diría que es una razón para no tener un avión de potencia dividida. Solo asegúrese de enrutar todas las señales de alta velocidad en la capa adyacente al plano de tierra.
@Armandas Sí, que entra en el territorio de la manipulación cuidadosa de las señales. Desafortunadamente, necesita planos separados para enrutamientos horizontales y verticales con cualquier tipo de complejidad y en una placa de cuatro capas, uno de estos generalmente no tendrá el lujo de un buen plano GND uniforme. A menudo paso algún tiempo al final de un proyecto de diseño revisando los rastros de señales digitales para asegurarme de que no crucen los planos de referencia cuando sea posible. Todavía tendrá el problema de que su plano de referencia salta de VCC a GND al cambiar de capa. Cliente descontento si las tapas de derivación más cercanas están "lejos".
@Barleyman, no es probable que una placa de 4 capas tenga el beneficio de distintas capas de enrutamiento horizontal y vertical.
@ThePhoton Claro que sí. ¡Arriba y abajo! Cuanto menos espacio tengas para jugar, más religioso me vuelvo con la dirección de enrutamiento, ya que casi siempre te resulta contraproducente si juegas rápido y suelto antes de tener que exprimir los últimos rastros.
@Barleyman, en mis diseños, al menos uno de ellos suele estar demasiado lleno de partes para dedicarse al enrutamiento en una sola dirección. Por supuesto, tratar de hacer 4 capas con 2 capas planas dedicadas podría no ser una gran idea.

Mi experiencia es que tenemos esto implementado con éxito. Mi dispositivo funciona de 500 MHz a 600 MHz. Las 2 Capas de Potencia en la Capa 5 y la Capa 6 tienen 9 diferentes de voltaje +15,-15,+5,-5,+3.3,-3.3,+2.5,+1.80,+1.0. Cada uno de este voltaje en la región plana (área) dentro de la capa del DUT. Según la referencia de mi proyecto, debería funcionar bien para usted.

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