Il PCB trasporta una corrente di 100 A? Suggerimenti per la configurazione del percorso ad alta corrente

Home Notizie Industry News Il PCB trasporta una corrente di 100 A? Suggerimenti per la configurazione del percorso ad alta corrente

2022-03-16 240

La corrente di progetto tipica di un PCB non supera i 10 A, o addirittura i 5 A. In particolare, nell'elettronica di consumo e domestica, la corrente di funzionamento continua sul PCB non supera solitamente i 2 A. Tuttavia, recentemente ci siamo trovati a dover progettare cablaggi di alimentazione per i prodotti dell'azienda, e la corrente continua può raggiungere circa 80 A. Considerando la corrente istantanea e lasciando un margine per l'intero sistema, la corrente continua del cablaggio di alimentazione deve essere in grado di sopportare oltre 100 A.

Poi arriva il problema,Che tipo di circuito stampato può sopportare una corrente di 100 A?

Metodo 1: Instradamento su PCB

Per determinare la capacità di sovracorrente di un PCB, partiamo innanzitutto dalla struttura del PCB.Prendiamo ad esempio un PCB a doppio strato. Questo tipo di circuito stampato ha solitamente una struttura a tre strati: rame, piastra e rame.Il rame è il percorso attraverso il quale passano la corrente e i segnali nel PCB. Secondo le conoscenze di fisica delle scuole medie, possiamo sapere che la resistenza di un oggetto è correlata al materiale, all'area della sezione trasversale e alla lunghezza. a causa del nostroLa corrente scorre attraverso il rame, quindi la resistività è fissa.L'area della sezione trasversale può essere vista come lo spessore della lamina di rame, che corrisponde allo spessore del rame nell'opzione di lavorazione del PCB. Solitamente lo spessore del rame è espresso in OZ. Lo spessore del rame convertito di 1 OZ è 35 µm, 2 OZ è 70 µm e così via. Quindi possiamo facilmente trarre la conclusione:Quando una corrente elevata deve attraversare il PCB, i fili devono essere corti e spessi. Allo stesso tempo, maggiore è lo spessore dello strato di rame del PCB, meglio è.

Nell'ingegneria pratica non esiste uno standard rigido per la lunghezza dei cavi. Solitamente si usa in ingegneria:Spessore del rame/aumento di temperatura/diametro del filoQuesti tre indicatori vengono utilizzati per misurare la capacità di trasporto di corrente del circuito stampato.

È possibile fare riferimento alle due tabelle seguenti:

Dalla tabella possiamo dedurre approssimativamente che per un circuito stampato con uno spessore di rame di 1 oz, un filo largo 100 mil (2.5 mm) può trasportare una corrente di 4.5 A con un aumento di temperatura di 10 °C. Inoltre, all'aumentare della larghezza, la capacità di trasporto di corrente del PCB non aumenta in modo strettamente lineare, ma l'incremento diminuisce gradualmente, il che è coerente con la situazione reale in ambito ingegneristico.Se si aumenta l'aumento di temperatura, è possibile migliorare anche la capacità di trasporto di corrente del filo.

Attraverso queste due tabelle, l'esperienza di cablaggio dei PCB che si può ottenere è la seguente:L'aumento dello spessore del rame, l'allargamento del diametro dei fili e il miglioramento della dissipazione del calore del PCB possono incrementare la capacità di trasporto di corrente del PCB.

Quindi, se voglio far passare una corrente di 100 A, posso scegliere uno spessore di rame di 4 OZ, impostare la larghezza della traccia a 15 mm, tracce a doppia faccia e aggiungere un dissipatore di calore per ridurre l'aumento di temperatura del PCB e migliorarne la stabilità.

Metodo 2: Posta di fissaggio

Oltre a instradare i fili sul PCB, è possibile utilizzare anche i morsetti di collegamentoIndicazioni stradali.

Fissare diversi morsetti in grado di sopportare 100 A sul PCB o sull'involucro del prodotto, come dadi a montaggio superficiale, morsettiere per PCB, terminali in rame, ecc. Quindi utilizzare morsettiere come i connettori a punta in rame per collegare ai terminali fili in grado di sopportare 100 A. Ciò consente il passaggio di correnti elevate attraverso i fili.

Metodo 3: file di rame personalizzate

È possibile realizzare anche barre collettrici in rame su misura.Nell'industria è prassi comune utilizzare barre di rame per trasportare correnti elevate. Ad esempio, trasformatori, armadi per server e altre applicazioni utilizzano barre di rame per questo scopo.

In allegato la tabella della capacità di trasporto di corrente delle batterie in rame:

Metodo 4: Processo speciale

Inoltre, esistono alcuni processi speciali per la produzione di PCB che potrebbero non essere eseguiti dai produttori nazionali.Infineon ha un PCB che utilizza 3Design a strati di rame, gli strati superiore e inferiore sono strati di cablaggio del segnale e lo strato intermedio ha uno spessore di 1.5Lo strato di rame da mm è utilizzato specificamente per il layout dell'alimentatore. Questo PCB può facilmente raggiungere una sovracorrente di 100 in un piccolo volume.A o superiore.

Messaggio EMC:Con l'evolversi dei tempi, un numero sempre maggiore di apparecchiature o prodotti di sistema elettronici ed elettrici necessita di essere ispezionato e testato.Tra questi, i test EMC rappresentano uno degli indicatori di ispezione e collaudo necessari. Tuttavia, i progetti di test EMC sono relativamente costosi, la costruzione di laboratori EMC è onerosa e la maggior parte delle apparecchiature di misurazione richiede l'importazione di componenti. Di conseguenza, poche istituzioni di ispezione e collaudo sono in grado di costruire laboratori EMC. Le prestazioni EMC del prodotto vengono definite durante la fase di progettazione. Se i fattori EMC non vengono considerati durante la progettazione di prodotti elettronici generici, ciò porterà facilmente al fallimento del test EMC e al mancato superamento dei test o della certificazione delle normative EMC pertinenti. Ad esempio, gli ingegneri di progettazione e ricerca e sviluppo progettano circuiti di filtraggio efficaci in base alle esigenze e li posizionano nel preamplificatore dell'interfaccia I/O (ingresso/uscita) del prodotto, in modo da eliminare il rumore di interferenza che entra nel sistema a causa della conduzione all'ingresso del circuito; progettano circuiti di isolamento (come l'isolamento tramite trasformatore e l'isolamento fotoelettrico, ecc.) per risolvere le interferenze di conduzione che entrano nel circuito attraverso le linee di alimentazione, le linee di segnale e i fili di terra, prevenendo al contempo le interferenze causate dall'impedenza pubblica e dalla trasmissione a lungo termine; Progettare circuiti di assorbimento di energia per ridurre l'energia di rumore assorbita da circuiti e dispositivi; ridurre l'impatto delle interferenze selezionando i componenti e disponendo razionalmente i sistemi circuitali.

Disclaimer: Questo articolo è riprodotto da "Quality Improvement and Technology", che sostiene la tutela dei diritti di proprietà intellettuale. Si prega di indicare la fonte originale e l'autore della ristampa. In caso di violazione del copyright, si prega di contattarci per la rimozione.

Conosci il significato di ogni strato di un PCB?

Con il lancio globale del caricabatterie Xiaomi da 1155 W al nitruro di gallio, si assiste all'introduzione a livello mondiale della tecnologia al nitruro di gallio nanometrico.