¿Es necesario separar los planos de tierra en una PCB si hay diferentes voltajes?

No. Hay muy pocos casos en los que son necesarios o buenos motivos separados. En este caso, ni siquiera tiene un sistema de señal mixta. No hay razón para tener planos de terreno dividido, y los terrenos separados solo empeorarán las cosas.

Tenga cuidado para administrar sus corrientes de retorno y mantenga el diseño del regulador buck / boost compacto. Todo lo demás parece ser digital o de baja frecuencia, por lo que no debería haber ninguna rareza en la integridad de la señal.

Separar el terreno en función de diferentes voltajes no es realmente la forma correcta de pensar en ello. En esencia, haces diferentes motivos basados en el ruido de aislamiento. Si tiene analógico y digital, realice una conexión a tierra analógica y una conexión a tierra digital para aislar el ruido en un circuito analógico sensible.

Un método común para diseñar planos de tierra es hacer una conexión en estrella en la que se coloca una tierra localizada debajo de su IC y luego solo se conecta la tierra en un punto. Esto mantiene el terreno especializado aislado del resto del terreno y cualquier ruido que pueda estar presente.

Así que de vuelta a su circuito. Nada aquí es extremadamente ruidoso, aunque su regulador puede serlo. Así que mantén el regulador alejado de cualquier cosa sensible y estarás bien. Agregar más planos de tierra solo creará caídas innecesarias de voltaje o extrañas corrientes de retorno de tierra si los planos comienzan a acoplarse, etc. En su lugar, le sugiero que mantenga un plano de tierra y observe la puesta a tierra de la estrella para mitigar el ruido.