¿La placa de circuito impreso soporta una corriente de 100 A? Consejos para configurar la ruta de alta corriente.

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2022-03-16 240

La corriente habitual en el diseño de placas de circuito impreso (PCB) no suele superar los 10 A, ni siquiera los 5 A. En particular, en la electrónica de consumo, la corriente de funcionamiento continua en la PCB no suele exceder los 2 A. Sin embargo, recientemente hemos tenido que diseñar el cableado de alimentación para los productos de la empresa, y la corriente continua puede alcanzar los 80 A. Teniendo en cuenta la corriente instantánea y dejando un margen para todo el sistema, la corriente continua del cableado de alimentación debería ser capaz de soportar más de 100 A.

Entonces viene el problema,What kind of PCB can withstand 100 A current?

Método 1: Enrutamiento en PCB

Para determinar la capacidad de sobrecorriente de la PCB, primero comenzamos con la estructura de la PCB.Tomemos como ejemplo una placa de circuito impreso de doble capa. Este tipo de placa suele tener una estructura de tres capas: cobre, placa y cobre.El cobre es el camino a través del cual pasan la corriente y las señales en la PCB. Según los conocimientos de física de la escuela secundaria, podemos saber que la resistencia de un objeto está relacionada con el material, el área de la sección transversal y la longitud. debido a nuestraLa corriente fluye a través del cobre, por lo que la resistividad es fija.El área de la sección transversal puede considerarse como el espesor de la lámina de cobre, que es el espesor del cobre en la opción de procesamiento de PCB. Generalmente, el espesor del cobre se expresa en onzas (OZ). El espesor de cobre convertido de 1 OZ es de 35 µm, 2 OZ son de 70 µm, y así sucesivamente. Entonces podemos llegar fácilmente a la siguiente conclusión:Cuando se necesita que circule una corriente elevada a través de la placa de circuito impreso (PCB), el cableado debe ser corto y grueso. Asimismo, cuanto mayor sea el grosor del cobre de la PCB, mejor.

En ingeniería real, no existe un estándar estricto para la longitud del cableado. Generalmente se utiliza en ingeniería:Espesor del cobre/aumento de temperatura/diámetro del alambre, these three indicators are used to measure the current carrying capacity of the PCB board.

Se pueden consultar las dos tablas siguientes:

Según la tabla, podemos deducir aproximadamente que, para una placa de circuito impreso de 1 onza de cobre, un cable de 100 milésimas de pulgada (2.5 mm) de ancho puede transportar una corriente de 4.5 A con un aumento de temperatura de 10 °C. A medida que aumenta el ancho, la capacidad de conducción de corriente de la placa no aumenta de forma estrictamente lineal, sino que el incremento disminuye gradualmente, lo cual coincide con la situación en la práctica.Si se incrementa el aumento de temperatura, también se puede mejorar la capacidad de conducción de corriente del cable.

A través de estas dos tablas, la experiencia de cableado de PCB que se puede obtener es:Aumentar el grosor del cobre, ampliar el diámetro del cable y mejorar la disipación de calor de la placa de circuito impreso (PCB) pueden mejorar la capacidad de conducción de corriente de la PCB.

Entonces, si quiero transportar una corriente de 100 A, puedo elegir un espesor de cobre de 4 oz, establecer el ancho de la pista en 15 mm, pistas de doble cara y agregar un disipador de calor para reducir el aumento de temperatura de la PCB y mejorar la estabilidad.

Método 2: Poste de unión

Además de enrutar los cables en la placa de circuito impreso, también puede utilizar bornes de conexión.Camino a la ruta.

Fije varios bornes de conexión que soporten 100 A en la placa de circuito impreso o en la carcasa del producto, como tuercas de montaje superficial, bloques de bornes para PCB, bornes de cobre, etc. A continuación, utilice bloques de bornes, como conectores de cobre, para conectar cables que soporten 100 A a los bornes. Esto permite que fluyan grandes corrientes a través de los cables.

Método 3: Filas de cobre personalizadas

Incluso se pueden fabricar barras conductoras de cobre a medida.En la industria es práctica común utilizar barras de cobre para conducir grandes corrientes. Por ejemplo, los transformadores, los gabinetes de servidores y otras aplicaciones utilizan barras de cobre para este fin.

Se adjunta la tabla de capacidad de transporte de corriente del banco de cobre:

Método 4: Proceso especial

Además, existen algunos procesos especiales de fabricación de placas de circuito impreso que quizás no sean procesados por los fabricantes nacionales.Infineon tiene una PCB que utiliza 3Diseño de capas de cobre, las capas superior e inferior son capas de cableado de señal y la capa intermedia tiene un grosor de 1.5La capa de cobre de mm se utiliza especialmente para el diseño de la fuente de alimentación. Esta PCB puede soportar fácilmente una sobrecorriente de 100 en un volumen reducido.A o superior.

Mensaje de EMC:Con el paso del tiempo, cada vez es más necesario inspeccionar y probar más equipos o sistemas electrónicos y eléctricos.Entre ellos, las pruebas EMC son uno de los indicadores de inspección y prueba necesarios. Sin embargo, los proyectos de pruebas EMC son relativamente caros, los laboratorios EMC son caros de construir y la mayoría de los equipos de medición requieren equipos importados. Como resultado, pocas instituciones de inspección y prueba tienen la capacidad de construir laboratorios EMC. El rendimiento EMC del producto se da durante la etapa de diseño. Si no se consideran los factores EMC durante el diseño de productos electrónicos generales, esto fácilmente conducirá a fallar en la prueba EMC y no pasar las pruebas o la certificación de las regulaciones EMC pertinentes. Por ejemplo, los ingenieros de diseño de productos e I+D diseñan circuitos de filtro efectivos de acuerdo con las necesidades y los colocan en el preamplificador de la interfaz de E/S (entrada/salida) del producto, lo que puede eliminar el ruido de interferencia que ingresa al sistema debido a la conducción en la entrada del sistema de circuito; diseñar circuitos de aislamiento (como aislamiento de transformador y aislamiento fotoeléctrico, etc.) resuelve la interferencia de conducción que ingresa al circuito a través de líneas de alimentación, líneas de señal y cables de tierra, mientras que previene la interferencia causada por la impedancia pública y la transmisión de largo plazo; Diseñar bucles de absorción de energía para reducir la energía de ruido absorbida por los circuitos y dispositivos; reducir el impacto de las interferencias mediante la selección de componentes y la disposición racional de los sistemas de circuitos.

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