Si vous préférez PCB conception, la limitation créée par la capacité actuelle du câblage PCB est critique.

La capacité actuelle du câblage sur le circuit imprimé est déterminée par des paramètres tels que la largeur du câblage, l’épaisseur du câblage, l’élévation de température maximale requise, si le câblage est intérieur ou extérieur et s’il est recouvert d’une résistance au flux.

Dans cet article, nous aborderons les points suivants :

un Quelle est la largeur de ligne PCB?

Le câblage PCB ou le conducteur en cuivre sur le PCB peut conduire le signal sur la surface du PCB. La gravure laisse une section étroite de feuille de cuivre et le courant circulant à travers le fil de cuivre génère beaucoup de chaleur. Des largeurs et des épaisseurs de câblage PCB correctement calibrées aident à minimiser l’accumulation de chaleur sur la carte. Plus la largeur de ligne est large, plus la résistance au courant est faible et moins l’accumulation de chaleur est importante. La largeur du câblage PCB est la dimension horizontale et l’épaisseur est la dimension verticale.

La conception de PCB commence toujours par la largeur de ligne par défaut. Cependant, cette largeur de ligne par défaut n’est pas toujours appropriée pour le PCB souhaité. En effet, vous devez tenir compte de la capacité de charge actuelle du câblage pour déterminer la largeur du câblage.

Lors de la détermination de la largeur de ligne correcte, tenez compte de plusieurs facteurs :

1. Épaisseur du cuivre — L’épaisseur du cuivre est l’épaisseur réelle du câblage sur le PCB. L’épaisseur de cuivre par défaut pour les circuits imprimés à courant élevé est de 1 once (35 microns) à 2 onces (70 microns).

2. Section transversale du conducteur — Pour avoir une puissance de PCB plus élevée, il est nécessaire d’avoir une plus grande section transversale du conducteur, qui est proportionnelle à la largeur du conducteur.

3. Emplacement de la trace – couche inférieure ou supérieure ou intérieure.

deux Comment concevoir un PCB à courant élevé ?

Les circuits numériques, les circuits RF et les circuits de puissance traitent ou transmettent principalement des signaux de faible puissance. Le cuivre dans ces circuits pèse 1-2Oz et transporte un courant de 1A ou 2A. Dans certaines applications, telles que la commande de moteur, un courant allant jusqu’à 50 A est requis, ce qui nécessitera plus de cuivre sur le PCB et une plus grande largeur de fil.

La méthode de conception pour les exigences de courant élevé consiste à élargir le câblage en cuivre et à augmenter l’épaisseur du câblage à 2OZ. Cela augmentera l’espace sur la carte ou augmentera le nombre de couches sur le PCB.

3. Critères de disposition des circuits imprimés à courant élevé :

Réduire la longueur du câblage haute intensité

Les fils plus longs ont une résistance plus élevée et transportent un courant plus élevé, ce qui entraîne des pertes de puissance plus élevées. Parce que les pertes de puissance génèrent de la chaleur, la durée de vie du circuit imprimé est raccourcie.

Calculer la largeur du câblage lorsque des hausses et des baisses de température appropriées sont effectuées

La largeur de ligne est fonction de variables telles que la résistance et le courant qui la traverse et la température admissible. Généralement, une élévation de température de 10℃ est autorisée à des températures ambiantes supérieures à 25℃. Si le matériau et la conception de la plaque le permettent, même une élévation de température de 20°C peut être autorisée.

Isoler les composants sensibles des environnements à haute température

Certains composants électroniques, tels que les références de tension, les convertisseurs analogique-numérique et les amplificateurs opérationnels, sont sensibles aux variations de température. Lorsque ces composants sont chauffés, leur signal change.

Les plaques à courant élevé sont connues pour générer de la chaleur, de sorte que les composants doivent être maintenus à distance des environnements à haute température. Vous pouvez le faire en perçant des trous dans la planche et en assurant une dissipation thermique.

Retirer la couche de résistance de soudure

Pour augmenter la capacité de passage de courant du fil, la couche barrière de soudure peut être retirée et le cuivre en dessous exposé. Une soudure supplémentaire peut ensuite être ajoutée au fil, ce qui augmentera l’épaisseur du fil et réduira la valeur de résistance. Cela permettra à plus de courant de traverser le fil sans augmenter la largeur du fil ou ajouter une épaisseur de cuivre supplémentaire.

La couche interne est utilisée pour le câblage à courant élevé

Si la couche externe du PCB n’a pas assez d’espace pour un câblage plus épais, le câblage peut être rempli dans la couche interne du PCB. Ensuite, vous pouvez utiliser la connexion traversante à l’appareil externe à courant élevé.

Ajouter des bandes de cuivre pour un courant plus élevé

Pour les véhicules électriques et les onduleurs haute puissance dont le courant dépasse 100 A, le câblage en cuivre peut ne pas être le meilleur moyen de transmettre la puissance et les signaux. Dans ce cas, vous pouvez utiliser des barres de cuivre qui peuvent être soudées au plot PCB. La barre de cuivre est beaucoup plus épaisse que le fil et peut transporter des courants importants selon les besoins sans aucun problème de chauffage.

Utilisez des sutures traversantes pour transporter plusieurs fils sur plusieurs couches de courant élevé

Lorsque le câblage ne peut pas transporter le courant souhaité en une seule couche, le câblage peut être acheminé sur plusieurs couches et traité en cousant les couches ensemble. Dans le cas d’une même épaisseur des deux couches, cela augmentera la capacité de transport de courant.

conclusion

Il existe de nombreux facteurs compliqués pour déterminer la capacité de courant de câblage. Cependant, les concepteurs de circuits imprimés peuvent compter sur la fiabilité des calculateurs d’épaisseur de ligne pour concevoir efficacement leurs cartes. Lors de la conception de circuits imprimés fiables et hautes performances, le réglage correct de la largeur de ligne et de la capacité de transport de courant peut aller très loin.