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如何设计大电流PCB?

在进行PCB设计时,PCB走线的电流容量所带来的限制至关重要。 PCB上走线的电流容量由以下因素决定:走线宽度,走线厚度,所需的最大温升,走线是在内层还是在外层,以及走线是否被阻焊剂和其他参数覆盖。在本文中,我们将讨论以下几点:一。 PCB走线宽度是多少? PCB上的PCB走线或铜导体可以在PCB表面传导信号。蚀刻后剩下的只是铜箔的狭窄部分,流过铜线的电流会产生大量热量。正确校准的PCB走线宽度和厚度有助于最大程度地减少电路板上的热量积聚。迹线宽度越宽,对电流的抵抗力越低,热量的积聚越少。 PCB走线宽度是走线的水平尺寸,厚度是走线的垂直尺寸。 PCB设计始终从默认走线宽度开始。但是,这样的默认走线宽度并不总是适用于所需的PCB。这是因为您需要考虑走线的电流承载能力来确定走线宽度。确定正确的走线宽度时,需要考虑几个因素:1.铜层厚度-铜层厚度是PCB上的实际走线厚度。大电流PCB的默认铜厚度为1盎司(35微米)到2盎司(70微米)。 2.导线的截面积-如果您希望PCB具有更高的功率,则走线必须具有更大的截面积,该截面积与走线的宽度成比例。 3.底线或顶层或内层的位置。二。如何设计大电流PCB?数字电路,RF电路和电源电路主要处理或传输低功率信号。这些电路中铜的重量为1-2盎司,载流电流为1A或2A。在某些应用中,例如电机控制,需要的电流高达50A,这将需要PCB上更多的铜和更大的走线宽度。高电流要求的设计方法是加宽铜走线并将走线的厚度增加到2oz。这将增加板上的空间或增加PCB上的层数。三。大电流PCB布局准则:减少大电流走线。较长的走线具有较高的电阻值,并且还承载较高的电流,从而导致更大的功率损耗。由于功率损耗会发热,因此会缩短电路板的寿命。计算适当的温度上升和下降期间的走线宽度。走线宽度是变量的函数,例如电阻,流过走线的电流以及允许的温度。通常,在环境温度高于25°C的情况下,允许温度升高10°C。如果电路板的材料和设计允许,温度甚至可​​以提高20°C。将敏感组件与高温环境隔离。某些电子组件,例如电压基准,模数转换器和运算放大器,对温度变化敏感。当这些组件被加热时,它们的信号会改变。众所周知,大电流板会发热,因此有必要在上述组件和高温环境之间保持一定距离。您可以通过在板上开一个孔并提供一个散热器来实现此目的。去除阻焊层为了增加走线的电流容量,可以去除阻焊层,然后露出下方的铜。然后可以将其他焊料添加到走线中,这将增加走线的厚度并减小电阻值。这将允许更多的电流流过走线,而不会增加走线宽度或增加铜的厚度。将内层用于大电流走线。如果PCB的外层没有足够的空间容纳较粗的走线,则可以在内层中填充走线。接下来,您可以使用过孔连接到外层的高电流设备。添加铜条以使电流超过100A的电动汽车和大功率逆变器获得更高的电流,铜走线可能不是传输功率和信号的最佳方法。在这种情况下,您可以使用可焊接到PCB焊盘的铜条。铜条的厚度比走线的厚度要厚得多,并且可以根据需要承载大电流而没有任何加热问题。使用通孔缝合在承载大电流的多层上进行多条走线。当走线不能在单层中承载所需的电流时,走线可以在多层上布线,并将各层连接在一起。缝合方法用于处理。当两层的厚度为山姆时,这将增加载流能力