PCB przenosi prąd o natężeniu 100 A? Wskazówki dotyczące ustawienia ścieżki wysokiego prądu

Home Wiadomości Branżowe PCB przenosi prąd o natężeniu 100 A? Wskazówki dotyczące ustawienia ścieżki wysokiego prądu

2022-03-16 240

Typowy prąd projektowy PCB nie przekracza 10 A, a nawet 5 A. Szczególnie w przypadku elektroniki użytkowej i sprzętu gospodarstwa domowego, ciągły prąd roboczy PCB zazwyczaj nie przekracza 2 A. Jednak ostatnio, gdy musimy projektować okablowanie zasilające dla produktów tej firmy, ciągły prąd może sięgać około 80 A. Biorąc pod uwagę prąd chwilowy i pozostawiając margines dla całego systemu, ciągły prąd okablowania zasilającego powinien wytrzymywać ponad 100 A.

Potem pojawia się problem,Jaki rodzaj płytki PCB wytrzymuje prąd o natężeniu 100 A?

Metoda 1: Trasowanie na płytce PCB

Aby określić zdolność PCB do przewodzenia prądu, najpierw należy zacząć od struktury PCB.Weźmy na przykład dwuwarstwową płytkę PCB. Ten rodzaj płytki drukowanej zazwyczaj ma strukturę trójwarstwową: miedź, płytka i miedź.Miedź to ścieżka, przez którą przepływa prąd i sygnały w płytce drukowanej. Zgodnie z wiedzą z fizyki ze szkoły średniej wiemy, że rezystancja obiektu zależy od materiału, pola przekroju poprzecznego i długości.Prąd przepływa przez miedź, więc rezystywność jest stała.Pole przekroju poprzecznego można przedstawić jako grubość blachy miedzianej, która odpowiada grubości miedzi w opcji przetwarzania PCB. Zazwyczaj grubość miedzi jest wyrażana w uncjach (Oz). Przeliczona grubość miedzi 1 uncji (Oz) wynosi 35 µm, 2 uncje (Oz) to 70 µm itd. Możemy wtedy łatwo wyciągnąć wniosek:Gdy przez płytkę PCB przepływa duży prąd, okablowanie musi być krótkie i grube. Jednocześnie, im większa grubość miedzi na płytce PCB, tym lepiej.

W rzeczywistej inżynierii nie ma ścisłego standardu dotyczącego długości okablowania. Zazwyczaj w inżynierii stosuje się:Grubość miedzi/wzrost temperatury/średnica drutu, te trzy wskaźniki służą do pomiaru obciążalności prądowej płytki PCB.

Można odwołać się do następujących dwóch tabel:

Z tabeli możemy z grubsza wywnioskować, że dla płytki drukowanej o grubości 1 uncji miedzi, przewód o szerokości 100 mil (2.5 mm) może przewodzić prąd o natężeniu 4.5 A przy wzroście temperatury o 10°. Wraz ze wzrostem szerokości, obciążalność prądowa płytki PCB nie rośnie ściśle liniowo, lecz stopniowo maleje, co jest zgodne z sytuacją w rzeczywistej inżynierii.Jeśli zwiększymy temperaturę, poprawi się także obciążalność prądowa przewodu.

Dzięki tym dwóm tabelom można zdobyć następujące doświadczenie w zakresie okablowania PCB:Zwiększenie grubości miedzi, poszerzenie średnicy drutu i poprawa odprowadzania ciepła z płytki PCB może poprawić obciążalność prądową płytki PCB.

Jeśli więc chcę przesyłać prąd o natężeniu 100 A, mogę wybrać grubość miedzi 4 OZ, ustawić szerokość ścieżki na 15 mm, ścieżki dwustronne i dodać radiator, aby zmniejszyć wzrost temperatury płytki PCB i poprawić stabilność.

Metoda 2: Zacisk wiążący

Oprócz prowadzenia przewodów na płytce PCB można również wykorzystać zaciski przyłączenioweDobra trasa.

Zamontuj kilka zacisków o wytrzymałości 100 A na płytce drukowanej lub obudowie produktu, takich jak nakrętki do montażu powierzchniowego, listwy zaciskowe PCB, zaciski miedziane itp. Następnie użyj listew zaciskowych, takich jak miedziane końcówki, aby podłączyć przewody o wytrzymałości 100 A do zacisków. Pozwoli to na przepływ dużych prądów przez przewody.

Metoda 3: Dostosowane rzędy miedziane

Możliwe jest nawet wykonanie szyn zbiorczych z miedzi na zamówienie.W przemyśle powszechną praktyką jest stosowanie szyn miedzianych do przewodzenia dużych prądów. Na przykład w transformatorach, szafach serwerowych i innych zastosowaniach szyny miedziane są używane do przewodzenia dużych prądów.

W załączniku znajduje się tabela obciążalności prądowej banku miedzianego:

Metoda 4: Proces specjalny

Ponadto istnieją pewne specjalne procesy PCB, których krajowi producenci mogą nie stosować.Infineon ma płytkę PCB wykorzystującą 3Konstrukcja warstwowa z miedzi, warstwy górna i dolna to warstwy przewodów sygnałowych, a warstwa środkowa ma grubość 1.5Warstwa miedzi o grubości 1 mm została specjalnie wykorzystana do układu zasilania. Ta płytka PCB z łatwością osiąga przetężenie 100 V w małej objętości.A lub wyżej.

Komunikat EMC:W miarę rozwoju czasów coraz więcej urządzeń elektronicznych i elektrycznych oraz produktów systemowych wymaga kontroli i testowania.Wśród nich, testowanie EMC jest jednym z niezbędnych wskaźników kontroli i testowania. Jednakże, projekty testowania EMC są stosunkowo drogie, laboratoria EMC są drogie w budowie, a większość sprzętu pomiarowego wymaga importowanego sprzętu. W rezultacie niewiele instytucji inspekcyjnych i testujących ma możliwość budowania laboratoriów EMC. Wydajność EMC produktu jest podawana na etapie projektowania. Jeśli czynniki EMC nie zostaną uwzględnione podczas projektowania ogólnych produktów elektronicznych, łatwo doprowadzi to do niepowodzenia testu EMC i nie przejdzie testów lub certyfikacji odpowiednich przepisów EMC. Na przykład, inżynierowie projektowania produktu i badań i rozwoju projektują skuteczne obwody filtrów zgodnie z potrzebami i umieszczają je w przedwzmacniaczu interfejsu I/O (wejście/wyjście) produktu, co może wyeliminować szumy zakłócające, które dostają się do systemu z powodu przewodzenia na wejściu układu obwodowego; projektują obwody izolacyjne (takie jak izolacja transformatorowa i izolacja fotoelektryczna itp.) Rozwiązują zakłócenia przewodzenia wchodzące do obwodu przez linie energetyczne, linie sygnałowe i przewody uziemiające, jednocześnie zapobiegając zakłóceniom spowodowanym przez impedancję publiczną i długotrwałą transmisję; zaprojektować pętle absorpcji energii w celu zmniejszenia energii szumu pochłanianej przez obwody i urządzenia; zmniejszyć wpływ zakłóceń poprzez dobór komponentów i racjonalne rozmieszczenie systemów obwodów.

Zastrzeżenie: Niniejszy artykuł został przedrukowany z publikacji „Quality Improvement and Technology”, która wspiera ochronę praw własności intelektualnej. Prosimy o podanie oryginalnego źródła i autora przedruku. W przypadku naruszenia prosimy o kontakt w celu usunięcia przedruku.

Czy znasz znaczenie każdej warstwy PCB?

Globalna premiera ładowarki Xiaomi 1155W z azotku galu oznacza wprowadzenie na świat technologii nanometrowego azotku galu.