プリント基板での電源パターンへの電圧供給箇所の違い

質問

プリント基板上に電源回路を配置してICに電源を供給する際に、
電源をどの位置に配置すべきかわかりません。

例えば、プリント基板上の左右に電源供給先がある場合に、
電源回路を基板の端（右あるいは左）に配置して供給する場合と、
基板中央に配置して左右に分岐して供給することで違いはあるのでしょうか？

より安定した電源回路を供給するには端か中央どちらに電源を配置すべきなのでしょうか？
電源のパターン長にもよると思いますが。。。

イメージ的には基板左側に電源回路を配置した場合、左側の電源は安定して供給されますが、右側は電源回路より遠くなるため、場合によっては配線抵抗等の影響を受ける気がします。そう考えると、基板中央に電源回路を配置しておいた方が安全なのかなと思います。

例えば4cm角程度の基板の場合だとどうでしょうか？

宜しくお願い致します。

回答No.2

tadys · ベストアンサー

プリント基板上のICにどうやって安定な電源を供給するかと言う事は「パワーインテグリティ」と呼ばれて近年とくに重要視されています。
参考書としては「パワーインテグリティのすべて」（翔泳社）、アマゾンには現在在庫が有ります。
http://debuglab.jp/blog/power_integrity_book.html
こちらも参考に
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5990-8260JAJP.pdf
興味があるなら「パワーインテグリティ」で検索してください。

最近のICは低電圧（１Volt付近）で高速（GHｚ）動作するものが増えており、このようなICの電源に対する要求は厳しいものとなっています。
と言う事は、低電圧でない、高速でない場合にはそれらよりは気にしなくていいという事です。

配線抵抗の影響は勿論考慮する必要が有ります。
抵抗により電圧が降下してもICの許容範囲に入るようにする必要が有ります。
配線抵抗の目安はこちら
http://d.hatena.ne.jp/natsutan/20081026/1225022818

高速になると抵抗だけでは無くて、配線のインダクタンス、キャパシタンスも考慮する必要が有ります。
また、配線は単なる電線ではなく分布定数回路として取り扱う必要が出てきます。

cm角程度の基板の場合だと、オーディオ帯域で使用するオペアンプを１個だけ使用するのであればよほどまずい設計でなければ気にしなくてよいでしょう。
高速なマイコンやFPGAで有れば４層基板にしてパスコンを電源ピンの近くに配置すればいいでしょう。
パスコンの配置を十分に考えれば２層基板でも大丈夫かもしれません。

どれだけの注意が必要かは個々の条件によるので一言では言えません。
「パワーインテグリティ」が問題になる以前から、オーディオは１点アース、高周波はベタアースと言われていますが、これらはいずれも配線のインピーダンスを考慮しての事です。

回答No.1

tpg0

まず、どのようなプリント基板でしょうか？

自分でプリントパターンを作ってエッチングしたプリント基板なのか、ユニバーサル基板なのかで電源供給の様子が違って来ます。
自作のプリント基板なら、GNDを基準にパターンを考えてエッチングするのが無難な方法ですが、ユニバーサル基板の場合は、ICのGNDとVCC電源供給回路を0.5mm程度のメッキ線で先に作ってしまうと悩まずに済みます。

そして、各ICのVCCとGND間にバイパス・コンデンサーを入れてやるとICが発振する事なく安定動作しますから、多少は電源供給回路から遠くなっても大丈夫です。
まぁ、4センチ角ぐらいの小さな基板なら悩む事なく左右どちらからでも電源供給してください。