一、电源排版的重要性

电源排版（Power Layout）不仅仅是“放器件”、“拉走线”，它涉及多个领域的综合权衡，包括：

• 信号完整性（SI）

• 电磁兼容性（EMC/EMI）

• 热设计（Thermal Design）

• 电源完整性（PI）

特别是在高速数字系统（如STM32、FPGA、SoC）或高电流负载（如电机驱动、功率模块）中，电源排布直接影响系统的稳定性与抗干扰能力。

二、电源排版十大关键要点

1. 电源回路面积最小化

原理解析：电源与地线构成闭合回路，若两者走线路径分开、面积大，就形成了环路天线，极易辐射EMI。

实践建议：

• 采用紧贴电源线的地线回流路径；

• 优先走面而不是线（power plane）；

• 在DC-DC转换器输入、输出构建“环形最小化布局”。

2. 电源与地的多点连接

原理解析：单点接地可能导致地弹（Ground Bounce）或回流路径偏移。

实践建议：

• 使用接地过孔矩阵；

• 尽量将电源模块靠近主地平面（GND Plane）；

• 敏感电路（如ADC）采用“模拟地”与“数字地”分区，但最终一点连接。

3. 合理放置去耦电容

原理解析：IC开关时产生瞬时电流尖峰，去耦电容作为本地储能器迅速供电。

实践建议：

• 将0.1μF、0.01μF电容靠近IC电源脚摆放；

• 大容量去耦（如10μF）稍远；

• 不同容量电容并联使用覆盖不同频段噪声。

4. 尽量避免电源交叉走线

原理解析：交叉走线会引起电磁耦合、串扰、阻抗不连续等问题，降低电源干净度。

实践建议：

• 电源线从电源源头到负载保持单向顺序；

• 重要电源如VDD、AVDD优先布线，避免“绕圈”。

5. 合理布置滤波与ESD保护器件

原理解析：滤波电容、磁珠、ESD管是电源排版的“防火墙”。

实践建议：

• 在电源入口处（DC输入端、USB口）布置TVS、共模电感；

• 高频芯片供电线串联磁珠（如BLM21、MPZ系列）；

• 滤波电容必须靠近输入端。

6. 高频信号远离电源线走线

原理解析：高频信号（如SPI、CLK、PWM）靠近电源线，会感应出尖峰电压或“毛刺”。

实践建议：

• 高频线、功率线布线区域物理隔离；

• 必要时加入地线护城河（GND shielding）；

• 使用差分走线（如USB、CAN、以太网）提升抗干扰性。

7. 独立处理模拟与数字电源

原理解析：模拟电路对噪声极为敏感，不能与高噪声数字电源共用电源轨。

实践建议：

• 使用LDO或滤波电路从主电源生成AVDD；

• 数字与模拟地分别走独立路径，仅在一点连接；

• 布局上将模拟器件与数字器件物理隔离。

8. 电源走线宽度与过孔优化

原理解析：走线过细、电源过孔不足，会引起IR压降、发热、瞬态响应差。

实践建议：

• 电流每增加1A，建议宽度加0.5mm；

• 高频/大电流路径使用铜皮铺面代替细线；

• 每个过孔电流约0.5A，大电流走线增加过孔数量。

9. 注意电源热设计

原理解析：开关电源、LDO、MOS管等器件会发热，若散热不良将影响性能甚至烧毁。

实践建议：

• 电源IC下方预留裸铜焊盘；

• 铺铜扩展散热面积，外加散热过孔；

• 电源部分尽量靠近PCB边缘利于导热。

10. 电源路径层级清晰、注重逻辑

原理解析：电源路径不清晰将导致调试困难、回路杂乱、维护不便。

实践建议：

• 为不同模块规划专属电源路径；

• 标注清楚电源电压（如+5V、+3.3VA、VBAT）；

• 所有电源分配通过集中“电源分发点”（如PMIC、LDO）统一管理。

三、电源排版的典型错误与改进建议