Quando se trata de PCB design, a limitação criada pela capacidade atual da fiação PCB é crítica.

A capacidade de corrente da fiação no PCB é determinada por parâmetros como a largura da fiação, a espessura da fiação, o aumento de temperatura máximo necessário, se a fiação é interna ou externa e se está coberta com resistência de fluxo.

Neste artigo, discutiremos o seguinte:

um Qual é a largura da linha do PCB?

A fiação do PCB ou o condutor de cobre no PCB pode conduzir o sinal na superfície do PCB. The etching leaves a narrow section of copper foil, and the current flowing through the copper wire generates a lot of heat. As larguras e espessuras da fiação de PCB corretamente calibradas ajudam a minimizar o acúmulo de calor na placa. Quanto maior for a largura da linha, menor será a resistência à corrente e menor será o acúmulo de calor. A largura da fiação do PCB é a dimensão horizontal e a espessura é a dimensão vertical.

O design do PCB sempre começa com a largura de linha padrão. No entanto, essa largura de linha padrão nem sempre é apropriada para o PCB desejado. Isso ocorre porque você precisa considerar a capacidade de carga de corrente da fiação para determinar a largura da fiação.

Ao determinar a largura correta da linha, considere vários fatores:

1. Espessura do cobre – a espessura do cobre é a espessura real da fiação no PCB. A espessura padrão do cobre para PCBS de alta corrente é de 1 onça (35 mícrons) a 2 onças (70 mícrons).

2. Área da seção transversal do condutor – Para ter maior potência do PCB, é necessário ter uma área da seção transversal maior do condutor, que é proporcional à largura do condutor.

3. Localização do traço – camada inferior ou superior ou interna.

dois Como projetar PCB de alta corrente?

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. Em algumas aplicações, como controle de motor, é necessária uma corrente de até 50A, o que exigirá mais cobre no PCB e mais largura de fio.

O método de projeto para requisitos de alta corrente é alargar a fiação de cobre e aumentar a espessura da fiação para 2OZ. Isso aumentará o espaço na placa ou aumentará o número de camadas na PCB.

3. Critérios de layout de PCB de alta corrente:

Reduce the length of high-current cabling

Fios mais longos têm maior resistência e maior corrente, resultando em maiores perdas de energia. Como as perdas de energia geram calor, a vida útil da placa de circuito é reduzida.

Calcule a largura da fiação quando a temperatura apropriada aumenta e diminui

A largura da linha é uma função de variáveis ​​como resistência e a corrente que flui através dela e a temperatura permitida. Geralmente, um aumento de temperatura de 10 ℃ é permitido em temperaturas ambientes acima de 25 ℃. If the material and design of the plate allow, even a temperature rise of 20°C can be allowed.

Isole componentes sensíveis de ambientes de alta temperatura

Certos componentes eletrônicos, como referências de voltagem, conversores analógico-digital e amplificadores operacionais, são sensíveis às mudanças de temperatura. Quando esses componentes são aquecidos, seu sinal muda.

Placas de alta corrente são conhecidas por gerar calor, então os componentes precisam ser mantidos distantes de ambientes de alta temperatura. Você pode fazer isso fazendo orifícios na placa e dissipando o calor.

Remova a camada de resistência de solda

Para aumentar a capacidade de fluxo de corrente do fio, a camada de barreira de solda pode ser removida e o cobre por baixo exposto. Solda adicional pode então ser adicionada ao fio, o que aumentará a espessura do fio e reduzirá o valor da resistência. Isso permitirá que mais corrente flua através do fio sem aumentar a largura do fio ou adicionar espessura de cobre adicional.

A camada interna é usada para fiação de alta corrente

Se a camada externa do PCB não tiver espaço suficiente para uma fiação mais espessa, a fiação pode ser preenchida na camada interna do PCB. Em seguida, você pode usar a conexão através do orifício para o dispositivo externo de alta corrente.

Adicione tiras de cobre para maior corrente

Para veículos elétricos e inversores de alta potência com corrente superior a 100A, a fiação de cobre pode não ser a melhor maneira de transmitir energia e sinais. Nesse caso, você pode usar barras de cobre que podem ser soldadas à placa do PCB. A barra de cobre é muito mais espessa do que o fio e pode transportar grandes correntes, conforme necessário, sem problemas de aquecimento.

Use suturas através do orifício para transportar vários fios em várias camadas de alta corrente

Quando o cabeamento não pode transportar a corrente desejada em uma única camada, o cabeamento pode ser roteado por várias camadas e tratado juntando as camadas. No caso de a mesma espessura das duas camadas, isso aumentará a capacidade de transporte de corrente.

conclusão

Existem muitos fatores complicados na determinação da capacidade de corrente da fiação. No entanto, os projetistas de PCB podem confiar na confiabilidade das calculadoras de espessura de linha para ajudar a projetar suas placas de forma eficiente. Ao projetar PCBS confiáveis ​​e de alto desempenho, a configuração correta da largura da linha e da capacidade de transporte de corrente pode ser muito útil.