在我們的世界中,更現(xiàn)實(shí)的是使用傳導(dǎo)大電流的電路板。通常您不會(huì)在這里找到很多好萊塢戲劇,但是如果電路板的設(shè)計(jì)不正確,您仍有機(jī)會(huì)看到一些火花和煙霧。使用大功率電路的確涉及一些不同的PCB設(shè)計(jì)技術(shù),例如板上所用銅的寬度和重量。讓我們?cè)谶@里看看一些最重要的大電流PCB設(shè)計(jì)技巧,您應(yīng)該了解這些技巧,以避免不必要的麻煩。
大電流印刷電路板可能會(huì)出現(xiàn)的一些問題
如果設(shè)計(jì)的電路板的電流量不當(dāng),則容易發(fā)生故障。這些故障通常以過熱或功能和可靠性為特征:
l過熱:如果電路板的金屬走線和平面的寬度不足以容納通過它們的電流,那么電路板的最終區(qū)域?qū)⒈绕鋺?yīng)有的溫度高。這會(huì)影響電流在整個(gè)電路板上的分配穩(wěn)定性,進(jìn)而迫使其他組件在其指定的溫度范圍之外工作。隨著越來越多的組件在高于預(yù)期溫度的溫度下工作,電路板出現(xiàn)故障的可能性就越大。
l功能性和可靠性:升高的工作溫度不僅會(huì)影響電路板的正常工作,而且其他機(jī)械問題也會(huì)很明顯。在某些情況下,如果沒有針對(duì)其工作電流水平正確設(shè)計(jì)電路板,則高電流可能會(huì)導(dǎo)致電路板性能下降。例如,板材料可能最終熔化,或者細(xì)金屬跡線可能像熔斷的保險(xiǎn)絲一樣燒穿。
重要的是為電路板設(shè)計(jì)將要工作的電流,并讓您了解在布局PCB時(shí)設(shè)計(jì)的電源路徑是什么。這里有一些建議可以幫助您。
您需要了解的前五大電流PCB設(shè)計(jì)技巧
1.元件放置
為了為您的設(shè)計(jì)創(chuàng)造最佳的電源完整性,重要的是首先要從大功率部件的組件放置入手。它們需要放置在靠近其附屬部件的地方,以使其具有盡可能短的大電流路徑。它們還需要與敏感的高速電路保持一定距離,以減少干擾的機(jī)會(huì),并且還需要將它們良好地接地到自己的隔離接地網(wǎng)。
2.金屬導(dǎo)體
通過緊密放置電源組件,您將可以直截了當(dāng)?shù)乜s短連接。您還希望將這些連接布線得更寬,并且在可能的情況下,增加電路板結(jié)構(gòu)中的銅重量。對(duì)于用于布線電源連接的走線,金屬越多越好。與地面走線相反,最好使用一個(gè)完整的平面布線地面。這也將有助于改善電路板的電源完整性。
3.散熱
要與大電流設(shè)計(jì)抗衡,首先應(yīng)采取的措施是使用較寬的走線和更大的銅線重量,但還應(yīng)考慮其他技術(shù)。發(fā)熱的電源組件不僅應(yīng)與敏感電路隔離,還應(yīng)朝電路板的中央放置,以實(shí)現(xiàn)更好的散熱,并與其他發(fā)熱組件分開。還應(yīng)放置熱運(yùn)行組件,以充分利用整個(gè)板上的自然氣流。此外,還應(yīng)考慮冷卻風(fēng)扇,散熱器和散熱孔。使用較厚的板寬度或不同的板材料也可能是合適的,這兩種材料都可以承受和散發(fā)更多的熱量。
4. PCB孔
最好在電路板上使用較大的孔來傳導(dǎo)大電流,因?yàn)樗鼈冊(cè)趥鲗?dǎo)熱量方面也更好。同時(shí),對(duì)于大電流電路,使用多個(gè)孔而不是單個(gè)孔也是一個(gè)好主意。板的寬度越大,鉆孔上的環(huán)形圈也應(yīng)該越大。這為鉆頭提供了更大的空間來鉆穿較厚的板材。
5.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
在設(shè)計(jì)具有高電流電路的電路板時(shí),請(qǐng)不要猜測(cè)。有可用的不同在線電流計(jì)算器以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。的IPC-2152標(biāo)準(zhǔn)作為上電流,導(dǎo)體的尺寸,和溫度之間的關(guān)系的一般指導(dǎo)。它可用于確定在大電流PCB設(shè)計(jì)上使用的合適走線尺寸。除了這些資源之外,還有另一種資源也可以提供很多幫助。
您的PCB合同制造商如何提供幫助
您當(dāng)?shù)氐?/span>PCB合同制造商具有多年構(gòu)建大電流電路板的經(jīng)驗(yàn),并且了解其最佳性能所需的條件。他們將能夠根據(jù)許多不同的設(shè)計(jì)和制造標(biāo)準(zhǔn)(包括電源完整性和大電流規(guī)格)評(píng)估您的設(shè)計(jì)。它們不僅可以指導(dǎo)您在生產(chǎn)電路板之前可能需要進(jìn)行的任何更正,而且還可以在開始布置電路板之前進(jìn)行咨詢。
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