Jeśli chodzi o PCB design, the limitation created by the current capacity of PCB wiring is critical.

Obciążalność prądowa okablowania na płytce drukowanej jest określana przez takie parametry, jak szerokość okablowania, grubość okablowania, maksymalny wymagany wzrost temperatury, czy okablowanie jest wewnętrzne czy zewnętrzne i czy jest pokryte oporem strumienia.

W tym artykule omówimy:

jeden Jaka jest szerokość linii PCB?

Okablowanie PCB lub przewód miedziany na PCB może przewodzić sygnał na powierzchni PCB. The etching leaves a narrow section of copper foil, and the current flowing through the copper wire generates a lot of heat. Prawidłowo skalibrowane szerokości i grubości okablowania PCB pomagają zminimalizować nagrzewanie się płyty. Im szersza linia, tym mniejsza odporność na prąd i mniejsza akumulacja ciepła. Szerokość okablowania PCB to wymiar poziomy, a grubość to wymiar pionowy.

Projektowanie PCB zawsze zaczyna się od domyślnej szerokości linii. However, this default line width is not always appropriate for the desired PCB. This is because you need to consider the current carrying capacity of the wiring to determine the wiring width.

Określając prawidłową szerokość linii, weź pod uwagę kilka czynników:

1. Grubość miedzi — Grubość miedzi to rzeczywista grubość okablowania na płytce drukowanej. Domyślna grubość miedzi dla wysokoprądowych PCBS wynosi od 1 uncji (35 mikronów) do 2 uncji (70 mikronów).

2. Pole przekroju poprzecznego przewodnika — Aby uzyskać większą moc PCB, konieczne jest posiadanie większej powierzchni przekroju poprzecznego przewodnika, która jest proporcjonalna do szerokości przewodnika.

3. Lokalizacja śladu – warstwa dolna lub górna lub wewnętrzna.

dwa Jak zaprojektować wysokoprądową płytkę drukowaną?

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. W niektórych zastosowaniach, takich jak sterowanie silnikiem, wymagany jest prąd o natężeniu do 50 A, co wymaga większej ilości miedzi na płytce drukowanej i większej szerokości przewodów.

Metodą projektowania dla wymagań wysokoprądowych jest poszerzenie okablowania miedzianego i zwiększenie grubości okablowania do 2OZ. Zwiększy to przestrzeń na płytce lub zwiększy liczbę warstw na płytce drukowanej.

3. Kryteria układu wysokoprądowego PCB:

Reduce the length of high-current cabling

Dłuższe przewody mają wyższą rezystancję i przenoszą większy prąd, co powoduje większe straty mocy. Ponieważ straty mocy generują ciepło, żywotność płytki drukowanej ulega skróceniu.

Oblicz szerokość okablowania po odpowiednim wzroście i spadku temperatury

The line width is a function of variables such as resistance and the current flowing through it and the allowable temperature. Ogólnie rzecz biorąc, wzrost temperatury o 10 ℃ jest dozwolony w temperaturach otoczenia powyżej 25 ℃. If the material and design of the plate allow, even a temperature rise of 20°C can be allowed.

Izoluj wrażliwe elementy od środowiska o wysokiej temperaturze

Niektóre elementy elektroniczne, takie jak napięcia odniesienia, przetworniki analogowo-cyfrowe i wzmacniacze operacyjne, są wrażliwe na zmiany temperatury. When these components are heated, their signal changes.

High current plates are known to generate heat, so the components need to be kept at a distance from high temperature environments. You can do this by making holes in the board and providing heat dissipation.

Usuń warstwę oporową na lutowanie

To increase the current flow capacity of the wire, the solder barrier layer can be removed and the copper underneath exposed. Następnie do drutu można dodać dodatkowy lut, który zwiększy grubość drutu i zmniejszy wartość rezystancji. This will allow more current to flow through the wire without increasing the wire width or adding additional copper thickness.

The inner layer is used for high-current wiring

Jeśli zewnętrzna warstwa PCB nie ma wystarczająco dużo miejsca na grubsze okablowanie, okablowanie można wypełnić wewnętrzną warstwą PCB. Następnie możesz użyć połączenia przewlekanego do zewnętrznego urządzenia wysokoprądowego.

Dodaj miedziane paski, aby uzyskać wyższy prąd

W przypadku pojazdów elektrycznych i falowników dużej mocy o prądzie przekraczającym 100 A okablowanie miedziane może nie być najlepszym sposobem przesyłania mocy i sygnałów. W takim przypadku możesz użyć miedzianych prętów, które można przylutować do podkładki PCB. The copper bar is much thicker than the wire and can carry large currents as required without any heating problems.

Użyj szwów przewlekanych do przenoszenia wielu drutów przez wiele warstw wysokiego prądu

Gdy okablowanie nie może przenosić pożądanego prądu w pojedynczej warstwie, okablowanie może być prowadzone przez wiele warstw i traktowane przez zszycie warstw razem. W przypadku tej samej grubości obu warstw zwiększy to obciążalność prądową.

konkluzja

Istnieje wiele skomplikowanych czynników określających obciążalność prądową okablowania. However, PCB designers can rely on the reliability of line thickness calculators to help design their boards efficiently. Podczas projektowania niezawodnych i wysokowydajnych obwodów drukowanych prawidłowe ustawienie szerokości linii i obciążalności prądowej może być bardzo ważne.