KR100712074B1 - 전원 플레인이 분리된 인쇄회로기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전원 플레인이 분리된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)에 관한 것으로, 주 전원과 보드 전원을 사용하는 인쇄회로기판에 있어서, 상기 주 전원과 상기 보드 전원 사이에 복수개의 전원 플레인으로 분리되어 이루어짐으로써, 주 전원과 접지 그라운드 사이의 전압 차이를 최소화하며, DC-DC 컨버터의 스위칭 잡음이 주 전원 측으로 천이되는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다.
인쇄회로기판, 주 전원, 보드 전원, 전원 플레인, DC-DC 컨버터, 스위칭 잡음, 잡음필터

Description

전원 플레인이 분리된 인쇄회로기판{PCB with separated power plane}
도 1은 일반적인 시스템에서 주 전원과 보드 전원의 사용을 설명하기 위한 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 플레인이 분리된 인쇄회로기판을 설명하기 위한 도면.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ***
100 : 인쇄회로기판, 110 내지 140 : 제1 내지 제4 전원 플레인
본 발명은 전원 플레인이 분리된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시스템에 사용되는 주 전원과 보드 전원 사이에 DC-DC 컨버터를 사용하는 다층 기판에서 주 전원과 보드 전원 사이의 전원 플레인을 복수개로 분리함으로써, DC-DC 컨버터의 스위칭 잡음이 주 전원 측으로 천이되는 것을 억제할 수 있도록 한 전원 플레인이 분리된 인쇄회로기판에 관한 것이다.
일반적으로, 시스템에서의 주 전원은 48V를 주로 사용하며, 각 보드에서 회로에 적합한 전원을 DC-DC 컨버터에 의해 각기 원하는 보드 전원으로 다운하여 사 용된다.
도 1은 일반적인 시스템에서 주 전원과 보드 전원의 사용을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 시스템 전원이 인가될 경우, 다이오드(30)를 통해 과전류를 방지하고, 상기 다이오드(30)를 통과한 전원은 전원필터(20)를 통해 일정한 잡음이 제거된 후 48V의 전압이 각각 DC-DC 컨버터1(10a) 및 DC-DC 컨버터2(10b)에 인가된다.
그리고, 상기 DC-DC 컨버터1(10a) 및 상기 DC-DC 컨버터2(10b)는 각 회로에서 필요한 전원으로 다운시켜 출력한다. 이때, 상기 DC-DC 컨버터1(10a) 및 상기 DC-DC 컨버터2(10b)에서 발생된 스위칭 잡음은 그대로 상기 전원필터(20)에 전달되어 결국 상기 다이오드(30)까지 도달하게 되는 문제점이 있다.
즉, 상기 DC-DC 컨버터1(10a) 및 상기 DC-DC 컨버터2(10b)는 스위칭 방식에 의해 전원을 강압하여 사용하므로 스위칭 잡음을 발생시킨다. 이러한 스위칭 잡음은 해당 보드뿐만 아니라 인접된 보드에도 영향을 준다.
이러한 영향을 최소화하기 위해 종래에 사용되는 스위칭 잡음 억제 방식은 저항과 커패시터를 구비하여 DC-DC 컨버터로부터 발생된 스위칭 잡음을 전달하지 못하도록 분리하였다.
그러나, 저항과 커패시터의 사용은 접지(ground)와 신호 그라운드(signal ground) 사이의 전압 차이를 유발하므로 신호 기준 레벨의 차이를 일으킬 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 시스템에 사용되는 주 전원과 보드 전원 사이에 DC-DC 컨버터를 사용하는 다층 기판에서 주 전원과 보드 전원 사이의 전원 플레인을 복수개로 분리함으로써, 주 전원과 접지 그라운드 사이의 전압 차이를 최소화하며, DC-DC 컨버터의 스위칭 잡음이 주 전원 측으로 천이되는 것을 억제할 수 있도록 한 전원 플레인이 분리된 인쇄회로기판을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 주 전원과 보드 전원을 사용하는 인쇄회로기판에 있어서, 상기 주 전원과 상기 보드 전원 사이에 복수개의 전원 플레인으로 분리되어 이루어진 것을 특징으로 하는 전원 플레인이 분리된 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
여기서, 상기 복수개의 전원 플레인은, 상기 주 전원과 상기 주 전원을 통해 인가된 일정한 잡음을 제거하기 위한 잡음필터 사이에서 서로 분리되며, 복수개의 전원 라인이 형성된 제1 및 제2 전원 플레인; 상기 잡음필터와 회로에 필요한 전원으로 변환하기 위한 DC-DC 컨버터 사이에서 상기 제2 전원 플레인과 분리되며, 복수개의 전원 라인이 형성된 제3 전원 플레인; 및 상기 DC-DC 컨버터와 상기 보드 전원 사이에서 상기 제3 전원 플레인과 분리되며, 복수개의 전원 라인이 형성된 제4 전원 플레인을 포함함이 바람직하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러 나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 플레인이 분리된 인쇄회로기판을 설명하기 위한 도면이다. 이때, 상기 인쇄회로기판은 다층 기판으로서, 신호 플레인(signal plane) 및 접지 플레인(ground plane) 등이 전원 플레인(power plane)과 함께 적층된 형태를 갖는다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 플레인이 분리된 인쇄회로기판(100)은 주 전원과 보드 전원 사이에 복수개의 제1 내지 제4 전원 플레인(110 내지 140)으로 분리되어 이루어진다.
여기서, 상기 제1 전원 플레인(110) 및 상기 제2 전원 플레인(120)은 상기 주 전원과 잡음필터(20)의 사이에 서로 분리되어 있다.
또한, 상기 제1 전원 플레인(110) 상에는 복수개의 전원 라인(111 및 112)이 서로 분리되어 있으며, 상기 제2 전원 플레인(120) 상에는 상기 제1 전원 플레인(110)의 전원 라인(111 및 112)과 서로 분리되는 복수개의 전원 라인(121 및 122)이 형성되어 있다.
상기 제3 전원 플레인(130)은 상기 잡음필터(20)와 DC-DC 컨버터(10)의 사이에 상기 제2 전원 플레인(120)과 분리되어 있으며, 상기 제3 전원 플레인(130) 상에는 상기 제2 전원 플레인(110)의 전원 라인(121 및 122)과 서로 분리되는 복수개 의 전원 라인(131 및 132)이 형성되어 있다.
상기 제4 전원 플레인(140)은 상기 DC-DC 컨버터(10)와 상기 보드 전원 사이에 상기 제3 전원 플레인(130)과 분리되어 있다.
한편, 상기 DC-DC 컨버터(10)는 회로에 필요한 전원으로 변환하는 기능을 수행하며, 상기 잡음필터(20)는 상기 주 전원을 통해 인가된 일정한 잡음을 제거하는 기능을 수행한다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 플레인이 분리된 인쇄회로기판의 구성에서 스위칭 잡음은 상기 DC-DC 컨버터(10)에서 발생되므로 상기 제3 전원 플레인(130) 및 상기 제4 전원 플레인(140)의 사이에 존재한다.
이때, 상기 스위칭 잡음은 상기 제3 전원 플레인(130)에 형성된 전원 라인(131 및 132)에 인가될 수 있다. 상기 잡음필터(20)를 기준으로 이러한 스위칭 잡음이 상기 제2 전원 플레인(120)에 형성된 전원 라인(121 및 122)으로 전달되는 것을 막기 위해 상기 전원 라인(131)과 상기 전원 라인(121)이 서로 분리됨과 아울러 상기 전원 라인(132)과 상기 전원 라인(122)이 서로 분리되어 있다.
즉, 이러한 분리는 상기 제3 전원 플레인(130)의 전원 라인(131)에 존재하는 스위칭 잡음이 상기 제2 전원 플레인(120)의 전원 라인(121)으로 천이되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 제2 전원 플레인(120)의 전원 라인(121 및 122)에 전달된 스위칭 잡음은 상기 제1 전원 플레인(110)의 전원 라인(111 및 112)에 전달될 수 있으므로 2차 분리 즉, 상기 제1 전원 플레인(110)과 상기 제2 전원 플레인(120)의 분리를 통해 스위칭 잡음을 효과적으로 억제할 수 있다. 이에 따라, 다른 인접된 보드에도 동일하게 적용되어 인접된 보드의 스위칭 잡음이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 복수개의 전원 플레인(110 내지 140)의 양 전원(+전원과 -전원)은 다른 플레인(또는 적층 레이어)에 대칭으로 적용되어 분리될 수 있다.
또한, 상기 양 전원(+전원과 -전원)의 대칭 구조에서 두 전원 플레인 사이에 컨덕턴스 배가 층을 구비할 수도 있다.
전술한 본 발명에 따른 전원 플레인이 분리된 인쇄회로기판에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 전원 플레인이 분리된 인쇄회로기판에 따르면, 시스템에 사용되는 주 전원과 보드 전원 사이에 DC-DC 컨버터를 사용하는 다층 기판에서 주 전원과 보드 전원 사이의 전원 플레인을 복수개로 분리함으로써, 주 전원과 접지 그라운드 사이의 전압 차이를 최소화하며, DC-DC 컨버터의 스위칭 잡음이 주 전원 측으로 천이되는 것을 억제할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 삭제
  2. 주 전원과 보드 전원을 사용하는 인쇄회로기판에 있어서,
    상기 주 전원과 상기 보드 전원 사이에 복수개의 전원 플레인으로 분리되어 이루어진 것을 특징으로 하되,
    상기 복수개의 전원 플레인은,
    상기 주 전원과 상기 주 전원을 통해 인가된 일정한 잡음을 제거하기 위한 잡음필터 사이에서 서로 분리되며, 복수개의 전원 라인이 형성된 제1 및 제2 전원 플레인;
    상기 잡음필터와 회로에 필요한 전원으로 변환하기 위한 DC-DC 컨버터 사이에서 상기 제2 전원 플레인과 분리되며, 복수개의 전원 라인이 형성된 제3 전원 플레인; 및
    상기 DC-DC 컨버터와 상기 보드 전원 사이에서 상기 제3 전원 플레인과 분리되며, 복수개의 전원 라인이 형성된 제4 전원 플레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 플레인이 분리된 인쇄회로기판.
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