때에 온다 PCB 설계에서 PCB 배선의 전류 용량으로 인한 한계가 중요합니다.

PCB의 배선 전류 용량은 배선 폭, 배선 두께, 필요한 최대 온도 상승, 배선이 내부 또는 외부인지 여부, 자속 저항으로 덮여 있는지 여부와 같은 매개변수에 의해 결정됩니다.

이 기사에서는 다음에 대해 설명합니다.

한 PCB 선폭이란?

PCB 배선 또는 PCB의 구리 도체는 PCB 표면에서 신호를 전도할 수 있습니다. The etching leaves a narrow section of copper foil, and the current flowing through the copper wire generates a lot of heat. 올바르게 보정된 PCB 배선 너비와 두께는 기판의 열 축적을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 선폭이 넓을수록 전류에 대한 저항이 낮아지고 열 축적이 적습니다. PCB 배선 너비는 가로 치수이고 두께는 세로 치수입니다.

PCB 디자인은 항상 기본 선 너비로 시작합니다. However, this default line width is not always appropriate for the desired PCB. 이는 배선 폭을 결정하기 위해 배선의 전류 전달 용량을 고려해야 하기 때문입니다.

올바른 선 너비를 결정할 때 다음 몇 가지 요소를 고려하십시오.

1. 구리 두께 – 구리 두께는 PCB의 실제 배선 두께입니다. 고전류 PCBS의 기본 구리 두께는 1온스(35미크론) ~ 2온스(70미크론)입니다.

2. 도체의 단면적 — PCB의 출력을 높이려면 도체의 폭에 비례하는 도체의 단면적을 크게 해야 합니다.

3. 트레이스 위치 – 하단 또는 상단 또는 내부 레이어.

두 고전류 PCB를 설계하는 방법?

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. 모터 제어와 같은 일부 애플리케이션에서는 최대 50A의 전류가 필요하며, 이를 위해서는 PCB에 더 많은 구리가 필요하고 더 많은 와이어 폭이 필요합니다.

고전류 요구 사항에 대한 설계 방법은 구리 배선을 넓히고 배선 두께를 2OZ로 늘리는 것입니다. 이것은 보드의 공간을 늘리거나 PCB의 레이어 수를 증가시킵니다.

3. 고전류 PCB 레이아웃 기준:

Reduce the length of high-current cabling

더 긴 와이어는 더 높은 저항을 가지며 더 높은 전류를 전달하므로 더 높은 전력 손실이 발생합니다. 전력 손실은 열을 발생시키기 때문에 회로 기판 수명이 단축됩니다.

적절한 온도 상승 및 하강 시 배선 폭 계산

선폭은 저항, 이를 통해 흐르는 전류 및 허용 온도와 같은 변수의 함수입니다. 일반적으로 주위 온도가 10℃ 이상에서는 25℃의 온도 상승이 허용됩니다. If the material and design of the plate allow, even a temperature rise of 20°C can be allowed.

고온 환경에서 민감한 구성 요소 격리

기준 전압, 아날로그-디지털 변환기 및 연산 증폭기와 같은 특정 전자 부품은 온도 변화에 민감합니다. 이러한 구성 요소가 가열되면 신호가 변경됩니다.

고전류 플레이트는 열을 발생하는 것으로 알려져 있으므로 구성 요소는 고온 환경에서 멀리 떨어져 있어야 합니다. 보드에 구멍을 만들고 열 분산을 제공하여 이를 수행할 수 있습니다.

솔더 저항층 제거

와이어의 전류 흐름 용량을 증가시키기 위해 솔더 배리어 층을 제거하고 그 아래의 구리를 노출시킬 수 있습니다. 그런 다음 와이어에 솔더를 추가하면 와이어 두께가 증가하고 저항 값이 감소합니다. This will allow more current to flow through the wire without increasing the wire width or adding additional copper thickness.

내부 층은 고전류 배선에 사용됩니다.

PCB의 외부 레이어에 두꺼운 배선을 위한 공간이 충분하지 않은 경우 PCB의 내부 레이어에 배선을 채울 수 있습니다. 다음으로 외부 고전류 장치에 스루홀 연결을 사용할 수 있습니다.

더 높은 전류를 위해 구리 스트립 추가

전류가 100A를 초과하는 전기 자동차 및 고전력 인버터의 경우 구리 배선이 전력 ​​및 신호를 전송하는 가장 좋은 방법이 아닐 수 있습니다. 이 경우 PCB 패드에 납땜할 수 있는 구리 막대를 사용할 수 있습니다. 구리 막대는 와이어보다 훨씬 두껍고 가열 문제 없이 필요에 따라 큰 전류를 전달할 수 있습니다.

관통 구멍 봉합사를 사용하여 고전류의 여러 층에 여러 와이어를 전달합니다.

케이블링이 단일 레이어에서 원하는 전류를 전달할 수 없는 경우 케이블링을 여러 레이어로 라우팅하고 레이어를 함께 스티칭하여 처리할 수 있습니다. 두 레이어의 두께가 같은 경우 전류 전달 용량이 증가합니다.

결론

배선 전류 용량을 결정하는 데에는 많은 복잡한 요소가 있습니다. 그러나 PCB 설계자는 기판을 효율적으로 설계하는 데 도움이 되는 선 두께 계산기의 신뢰성에 의존할 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 고성능 PCBS를 설계할 때 선폭과 전류 전달 용량을 올바르게 설정하면 큰 도움이 될 수 있습니다.