Cuando se trata de PCB diseño, la limitación creada por la capacidad actual del cableado de PCB es crítica.

La capacidad actual del cableado en la PCB está determinada por parámetros tales como el ancho del cableado, el grosor del cableado, el aumento máximo de temperatura requerido, si el cableado es interno o externo y si está cubierto con resistencia al flujo.

En este artículo, discutiremos lo siguiente:

uno ¿Qué es el ancho de línea de PCB?

El cableado de la placa de circuito impreso o el conductor de cobre de la placa de circuito impreso pueden conducir la señal en la superficie de la placa de circuito impreso. El grabado deja una sección estrecha de lámina de cobre y la corriente que fluye a través del alambre de cobre genera mucho calor. Los anchos y espesores de cableado de PCB correctamente calibrados ayudan a minimizar la acumulación de calor en la placa. Cuanto más ancha sea la línea, menor será la resistencia a la corriente y menor será la acumulación de calor. El ancho del cableado de PCB es la dimensión horizontal y el grosor es la dimensión vertical.

El diseño de PCB siempre comienza con el ancho de línea predeterminado. Sin embargo, este ancho de línea predeterminado no siempre es apropiado para la PCB deseada. Esto se debe a que debe considerar la capacidad de carga actual del cableado para determinar el ancho del cableado.

Al determinar el ancho de línea correcto, tenga en cuenta varios factores:

1. Espesor del cobre: ​​el espesor del cobre es el espesor real del cableado en la PCB. El espesor de cobre predeterminado para PCBS de alta corriente es de 1 onza (35 micrones) a 2 onzas (70 micrones).

2. Área de sección transversal del conductor: para tener una mayor potencia de PCB, es necesario tener un área de sección transversal más grande del conductor, que sea proporcional al ancho del conductor.

3. Ubicación de la traza: capa inferior, superior o interior.

Digital XNUMXk ¿Cómo diseñar PCB de alta corriente?

Los circuitos digitales, los circuitos de RF y los circuitos de potencia procesan o transmiten principalmente señales de baja potencia. El cobre en estos circuitos pesa 1-2 oz y lleva una corriente de 1A o 2A. En algunas aplicaciones, como el control de motores, se requiere una corriente de hasta 50 A, lo que requerirá más cobre en la PCB y más ancho de cable.

El método de diseño para los requisitos de alta corriente es ensanchar el cableado de cobre y aumentar el grosor del cableado a 2OZ. Esto aumentará el espacio en la placa o aumentará el número de capas en la PCB.

3. Criterios de diseño de PCB de alta corriente:

Reducir la longitud del cableado de alta corriente

Los cables más largos tienen una mayor resistencia y transportan una corriente más alta, lo que resulta en mayores pérdidas de energía. Debido a que las pérdidas de energía generan calor, la vida útil de la placa de circuito se acorta.

Calcule el ancho del cableado cuando la temperatura adecuada suba y baje.

El ancho de la línea es una función de variables como la resistencia y la corriente que fluye a través de ella y la temperatura permitida. Generalmente, se permite un aumento de temperatura de 10 ℃ a temperaturas ambiente superiores a 25 ℃. Si el material y el diseño de la placa lo permiten, se puede permitir incluso un aumento de temperatura de 20 ° C.

Aísle los componentes sensibles de los entornos de alta temperatura

Ciertos componentes electrónicos, como las referencias de voltaje, los convertidores de analógico a digital y los amplificadores operacionales, son sensibles a los cambios de temperatura. Cuando estos componentes se calientan, su señal cambia.

Se sabe que las placas de alta corriente generan calor, por lo que los componentes deben mantenerse alejados de los entornos de alta temperatura. Puede hacer esto haciendo agujeros en la placa y proporcionando disipación de calor.

Retire la capa de resistencia a la soldadura

Para aumentar la capacidad de flujo de corriente del cable, se puede quitar la capa de barrera de soldadura y exponer el cobre que se encuentra debajo. Luego se puede agregar soldadura adicional al cable, lo que aumentará el grosor del cable y reducirá el valor de resistencia. Esto permitirá que fluya más corriente a través del cable sin aumentar el ancho del cable o agregar espesor de cobre adicional.

La capa interior se utiliza para cableado de alta corriente.

Si la capa exterior de la PCB no tiene suficiente espacio para un cableado más grueso, el cableado se puede rellenar en la capa interior de la PCB. A continuación, puede utilizar la conexión de orificio pasante al dispositivo exterior de alta corriente.

Agregue tiras de cobre para una corriente más alta

Para vehículos eléctricos e inversores de alta potencia con corriente superior a 100 A, es posible que el cableado de cobre no sea la mejor forma de transmitir potencia y señales. En este caso, puede utilizar barras de cobre que se pueden soldar a la placa de circuito impreso. La barra de cobre es mucho más gruesa que el cable y puede transportar grandes corrientes según sea necesario sin problemas de calentamiento.

Use suturas de orificio pasante para transportar múltiples alambres sobre múltiples capas de alta corriente

Cuando el cableado no puede transportar la corriente deseada en una sola capa, el cableado se puede enrutar sobre varias capas y tratar uniendo las capas. En el caso del mismo espesor de las dos capas, esto aumentará la capacidad de transporte de corriente.

conclusión

Hay muchos factores complicados para determinar la capacidad de corriente del cableado. Sin embargo, los diseñadores de PCB pueden confiar en la confiabilidad de las calculadoras de grosor de línea para ayudar a diseñar sus tableros de manera eficiente. Al diseñar PCBS fiables y de alto rendimiento, la configuración correcta del ancho de línea y la capacidad de transporte de corriente puede ser de gran ayuda.