כשמדובר PCB עיצוב, המגבלה שנוצרת על ידי הקיבולת הנוכחית של חיווט PCB היא קריטית.

הקיבולת הנוכחית של החיווט על הלוח נקבעת על ידי פרמטרים כגון רוחב החיווט, עובי החיווט, עליית הטמפרטורה המרבית הנדרשת, בין אם החיווט פנימי או חיצוני והאם הוא מכוסה בהתנגדות שטף.

במאמר זה נדון בדברים הבאים:

אחד מהו רוחב קו ה- PCB?

חיווט PCB או מוליך הנחושת על הלוח המודרני, יכול להוביל את האות על פני ה PCB. התחריט משאיר קטע צר של רדיד נחושת, והזרם הזורם בחוט הנחושת מייצר חום רב. רוחבי העובי והעוביים המכוילים בצורה נכונה של PCB מסייעים למזער הצטברות חום על הלוח. ככל שרוחב הקו רחב יותר, כך ההתנגדות לזרם נמוכה יותר, ופחות הצטברות החום. רוחב החיווט PCB הוא הממד האופקי והעובי הוא הממד האנכי.

עיצוב PCB תמיד מתחיל ברוחב הקו המוגדר כברירת מחדל. עם זאת, רוחב השורה המוגדר כברירת מחדל לא תמיד מתאים ל- PCB הרצוי. הסיבה לכך היא שאתה צריך לשקול את יכולת הנשיאה הנוכחית של החיווט כדי לקבוע את רוחב החיווט.

בעת קביעת רוחב הקו הנכון, שקול מספר גורמים:

1. עובי נחושת – עובי הנחושת הוא עובי החיווט בפועל על הלוח המודרני. עובי הנחושת המוגדר כברירת מחדל עבור PCBS בעל זרם גבוה הוא 1 אונקיה (35 מיקרון) עד 2 אונקיות (70 מיקרון).

2. שטח חתך של המוליך-כדי לקבל הספק גבוה יותר של PCB, יש צורך בשטח חתך גדול יותר של המנצח, שהוא פרופורציונלי לרוחב המוליך.

3. מיקום עקבות – שכבה תחתונה או עליונה או פנימית.

שתיים כיצד לעצב PCB בעל זרם גבוה?

מעגלים דיגיטליים, מעגלי RF ומעגלי חשמל מעבדים או מעבירים בעיקר אותות הספק נמוך. הנחושת במעגלים אלה שוקלת 1-2Oz ונושאת זרם של 1A או 2A. ביישומים מסוימים, כגון בקרת מנועים, נדרש זרם של עד 50A, מה שידרוש יותר נחושת על הלוח והרוחב החוט יותר.

שיטת העיצוב לדרישות זרם גבוהות היא הרחבת חיווט נחושת והגדלת עובי החיווט ל -2OZ. זה יגדיל את שטח הלוח או יגדיל את מספר השכבות על הלוח.

3. קריטריוני פריסת PCB עדכניים גבוהים:

צמצם את אורך הכבלים בזרם גבוה

חוטים ארוכים יותר בעלי עמידות גבוהה יותר ונושאים זרם גבוה יותר, וכתוצאה מכך הפסדי הספק גבוהים יותר. מכיוון שאובדן הספק מייצר חום, חיי המעגל מתקצרים.

חשב את רוחב החיווט כאשר עולות ויורדות הטמפרטורה המתאימות

רוחב הקו הוא פונקציה של משתנים כגון התנגדות והזרם הזורם בו והטמפרטורה המותרת. באופן כללי, עליית טמפרטורה של 10 ℃ מותרת בטמפרטורות הסביבה מעל 25 ℃. אם החומר והעיצוב של הצלחת מאפשרים, אפשר אפילו עלייה בטמפרטורה של 20 ° C.

לבודד רכיבים רגישים מסביבות בטמפרטורה גבוהה

רכיבים אלקטרוניים מסוימים, כגון הפניות למתח, ממירים אנלוגיים לדיגיטליים ומגברים תפעוליים, רגישים לשינויי טמפרטורה. כאשר רכיבים אלה מתחממים, האות שלהם משתנה.

ידוע כי לוחות זרם גבוה מייצרים חום, ולכן יש לשמור על המרכיבים במרחק מסביבות טמפרטורה גבוהה. אתה יכול לעשות זאת על ידי יצירת חורים בלוח ומתן פיזור חום.

הסר את שכבת התנגדות הלחמה

כדי להגדיל את יכולת הזרימה הנוכחית של החוט, ניתן להסיר את שכבת מחסום ההלחמה ולחשוף את הנחושת שמתחתיה. לאחר מכן ניתן להוסיף לחוט הלחמה נוספת, מה שיגדיל את עובי החוט ויפחית את ערך ההתנגדות. זה יאפשר זרם נוסף לזרום דרך החוט מבלי להגדיל את רוחב החוט או להוסיף עובי נחושת נוסף.

השכבה הפנימית משמשת לחיווט בעל זרם גבוה

אם לשכבה החיצונית של ה- PCB אין מספיק מקום לחיווט עבה יותר, ניתן למלא חיווט בשכבה הפנימית של ה- PCB. לאחר מכן, תוכל להשתמש בחיבור החור למכשיר החיצוני בעל זרם גבוה.

הוסף רצועות נחושת לזרם גבוה יותר

עבור כלי רכב חשמליים וממירים בעלי הספק גבוה עם זרם העולה על 100A, חיווט נחושת אינו יכול להיות הדרך הטובה ביותר להעביר חשמל ואותות. במקרה זה, אתה יכול להשתמש במוטות נחושת הניתנים להלחמה לרפידת ה- PCB. מוט הנחושת עבה בהרבה מהחוט ויכול לשאת זרמים גדולים כנדרש ללא בעיות חימום.

השתמש בתפרים דרך חור כדי לשאת חוטים מרובים על פני שכבות מרובות של זרם גבוה

כאשר הכבלים אינם יכולים לשאת את הזרם הרצוי בשכבה אחת, ניתן לנתב את הכבלים על פני שכבות מרובות ולטפל על ידי תפירת השכבות יחד. במקרה של עובי זהה של שתי השכבות, הדבר יגדיל את יכולת הנשיאה הנוכחית.

מסקנה

ישנם גורמים מסובכים רבים בקביעת קיבולת זרם החיווט. עם זאת, מעצבי PCB יכולים להסתמך על האמינות של מחשבוני עובי הקווים כדי לסייע בעיצוב הלוחות שלהם ביעילות. בעת תכנון PCBS אמין בעל ביצועים גבוהים, ההגדרה הנכונה של רוחב הקו ויכולת הנשיאה הנוכחית יכולה לעבור דרך ארוכה.