如何設計大電流PCB?
發表時間：2020-11-24 10:47:38 人氣：4986
當涉及PCB設計時，PCB走線電流容量所構成的限制至關重要。
PCB上走線的電流容量由這些因素決定：走線寬度、走線厚度、所需的最大溫升、走線是在內層還是外層、是否被阻焊劑覆蓋等參數決定。
在本文中，我們將討論以下幾點：
一。什么是PCB走線寬度？
PCB走線或PCB上的銅導體，可在PCB表面傳導信號。蝕刻后留下的是銅箔的狹窄部分，流過銅線的電流會產生大量的熱量。正確校準后的PCB走線寬度和厚度有助于最大程度地減少電路板上的熱量積聚。走線寬度越寬，對電流的阻抗越低，并且熱量積聚越少。PCB走線寬度是走線的水平尺寸，而厚度是走線的垂直尺寸。
PCB的設計始終從默認走線寬度開始。但是，這樣的默認走線寬度并不總是適合于所需的PCB。這是因為您需要考慮走線的電流承載能力來確定走線寬度。
確定正確的走線寬度時，需要考慮幾個因素：
1.銅層厚度–銅層厚度是PCB上的實際走線厚度，大電流PCB的默認 銅厚度為1盎司（35微米）到2盎司（70微米）。
2.導線的截面積–要想PCB具有更高的功率，就要讓走線具有更大的截 面積，這與走線寬度成正比。
3.跡線的位置–底層或頂層或內層。
二。如何設計大電流PCB？
數字電路，RF電路和電源電路主要處理或傳輸低功率信號。這些電路中的銅重量為1-2oz，載流電流為1A或2A。在某些應用中，例如電機控制，需要高達50A的電流，這將要求PCB上的銅用量更多，走線寬度更大。
針對高電流需求的設計方法是加寬銅走線并將走線的厚度增加到2oz。這將增加板上的空間或者是增加PCB板的層數。
三。高電流PCB布局準則：
減少高電流走線長度
較長的走線具有較高的電阻值，并且還承載較高的電流，從而導致較大的功率損耗。由于功率損耗會產生熱量，因此電路板壽命會縮短。
在進行適當的溫度上升和下降時計算走線寬度
走線寬度是一個含變量的函數，例如電阻和通過它的電流以及允許的溫度。一般地，在高于25℃的環境溫度的情況下允許10℃的溫度升高。如果板的材料和設計允許，甚至可以允許溫度升高20°C。
將敏感組件與高溫環境隔離
某些電子組件，例如電壓基準，模數轉換器和運算放大器，對溫度變化敏感。當這些組件受熱時，它們的信號會改變。
已知大電流板會發熱，因此需要將上述組件與高溫環境保持一定距離。您可以通過在板上開孔并提供散熱裝置來實現此目的。
去除阻焊層
為了增加走線的電流流通能力，可以去除阻焊層，然后露出下面的銅。然后可以將其他焊料添加到走線上，這將增加走線的厚度并降低電阻值。這將允許更多的電流流過走線，而不會增加走線寬度，也不會增加額外的銅厚度。
將內部層用于大電流走線上
如果PCB的外層沒有足夠的空間放置較厚的走線，則可以在內部板層中填充走線。接下來，您可以使用過孔連接到于外層的高電流設備。
添加銅條以獲得更高的電流
電流超過100A的電動汽車和大功率逆變器，銅走線可能不是傳輸功率和信號的最佳方法。在這種情況下，您可以使用可焊接到PCB焊盤上的銅排。銅排的厚度比走線厚得多，并且可以根據需要承載大電流而沒有任何發熱問題。
使用通孔縫合在承載大電流的多層上進行多條走線
當走線不能在單層中承載所需的電流時，走線可以在多層上布線，并通過將各層連接在一起的縫合方式進行處理。在兩層走線厚度相同的情況下，這將增加載流能力。
結論
在確定走線電流容量時，有很多復雜的因素。但是，PCB設計人員可以依靠走線厚度計算器的可靠性來幫助有效地設計其電路板。在設計可靠且高性能的PCB時，正確設置走線寬度及載流能力可能會大有幫助。
相關咨詢
工廠展示
聯系我們
成都子程新輝電子設備有限公司
聯系人：文先生
手機：13183865499
QQ：1977780637
地址：成都市金牛區星輝西路2號附1號（臺誼民生大廈）407號
