になると PCB 設計では、PCB配線の電流容量によって生じる制限が重要です。

PCB上の配線の電流容量は、配線の幅、配線の太さ、必要な最大温度上昇、配線が内側か外側か、磁束抵抗で覆われているかどうかなどのパラメータによって決まります。

この記事では、次のことについて説明します。

1 PCBの線幅とは何ですか？

PCB配線またはPCB上の銅導体は、PCB表面で信号を伝導できます。 The etching leaves a narrow section of copper foil, and the current flowing through the copper wire generates a lot of heat. 正しく校正されたPCB配線の幅と厚さは、ボード上の熱の蓄積を最小限に抑えるのに役立ちます。 線幅が広いほど、電流に対する抵抗が低くなり、熱の蓄積が少なくなります。 PCBの配線幅は水平方向の寸法で、厚さは垂直方向の寸法です。

PCB設計は、常にデフォルトの線幅から始まります。 ただし、このデフォルトの線幅は、目的のPCBに常に適切であるとは限りません。 これは、配線幅を決定するために、配線の電流容量を考慮する必要があるためです。

正しい線幅を決定するときは、いくつかの要因を考慮してください。

1.銅の厚さ—銅の厚さは、PCB上の実際の配線の厚さです。 大電流PCBSのデフォルトの銅の厚さは、1オンス（35ミクロン）から2オンス（70ミクロン）です。

2.導体の断面積— PCBの電力を大きくするには、導体の幅に比例する導体の断面積を大きくする必要があります。

3.トレースの場所–最下層または最上層または内層。

2 大電流PCBを設計する方法は？

Digital circuits, RF circuits and power circuits mainly process or transmit low power signals. The copper in these circuits weighs 1-2Oz and carries a current of 1A or 2A. モーター制御などの一部のアプリケーションでは、最大50Aの電流が必要であり、PCB上により多くの銅とより多くの線幅が必要になります。

大電流要件の設計方法は、銅配線を広げ、配線の太さを2OZに増やすことです。 これにより、ボード上のスペースが増えるか、PCB上の層の数が増えます。

3. 高電流PCBレイアウト基準：

Reduce the length of high-current cabling

ワイヤが長いほど抵抗が高くなり、電流が流れるため、電力損失が大きくなります。 電力損失により発熱するため、回路基板の寿命が短くなります。

適切な温度上昇と下降が行われたときの配線幅を計算します

線幅は、抵抗とそれを流れる電流および許容温度などの変数の関数です。 一般に、10℃を超える周囲温度では25℃の温度上昇が許容されます。 プレートの材質と設計が許せば、20℃の温度上昇でも許容できます。

敏感なコンポーネントを高温環境から分離します

電圧リファレンス、アナログ-デジタルコンバータ、オペアンプなどの特定の電子部品は、温度変化に敏感です。 これらのコンポーネントが加熱されると、信号が変化します。

大電流プレートは熱を発生することが知られているため、コンポーネントは高温環境から離しておく必要があります。 これを行うには、ボードに穴を開け、熱放散を提供します。

はんだ抵抗層を除去します

ワイヤの電流フロー容量を増やすために、はんだバリア層を除去し、その下の銅を露出させることができます。 次に、追加のはんだをワイヤに追加できます。これにより、ワイヤの太さが増し、抵抗値が減少します。 これにより、ワイヤの幅を広げたり、銅の厚さを追加したりすることなく、より多くの電流をワイヤに流すことができます。

内層は大電流配線に使用されます

PCBの外層に太い配線を行うための十分なスペースがない場合は、PCBの内層に配線を埋めることができます。 次に、外部大電流デバイスへのスルーホール接続を使用できます。

より高い電流のために銅ストリップを追加する

電流が100Aを超える電気自動車や高出力インバーターの場合、銅線は電力や信号を送信するための最良の方法ではない場合があります。 この場合、PCBパッドにはんだ付けできる銅棒を使用できます。 銅棒はワイヤーよりもはるかに太く、加熱の問題なしに必要に応じて大電流を流すことができます。

スルーホール縫合糸を使用して、高電流の複数の層に複数のワイヤーを運びます

ケーブルが単一の層で必要な電流を流すことができない場合、ケーブルは複数の層に配線され、層をつなぎ合わせることによって処理できます。 XNUMXつの層の厚さが同じである場合、これにより電流容量が増加します。

結論

配線電流容量を決定する上で多くの複雑な要因があります。 ただし、PCB設計者は、線の太さ計算機の信頼性を利用して、ボードを効率的に設計することができます。 信頼性が高く高性能なPCBSを設計する場合、線幅と通電容量を正しく設定することは大いに役立ちます。