A placa de circuito impresso (PCB) suporta corrente de 100 A? Dicas para configurar um circuito de alta corrente.
A corrente normalmente suportada por um circuito impresso (PCB) não ultrapassa 10 A, ou até mesmo 5 A. Principalmente em eletrônicos domésticos e de consumo, a corrente contínua em operação na PCB geralmente não ultrapassa 2 A. No entanto, recentemente, temos nos deparado com a necessidade de projetar a fiação de alimentação para os produtos da empresa, e a corrente contínua pode chegar a cerca de 80 A. Considerando a corrente instantânea e deixando uma margem de segurança para todo o sistema, a corrente contínua da fiação de alimentação deve suportar mais de 100 A.
Então surge o problema,Que tipo de placa de circuito impresso (PCB) suporta uma corrente de 100 A?
Método 1: Roteamento em placa de circuito impresso
Para determinar a capacidade de sobrecorrente de uma placa de circuito impresso (PCB), começamos analisando sua estrutura.Tomemos como exemplo uma placa de circuito impresso de dupla camada. Esse tipo de placa geralmente possui uma estrutura de três camadas: cobre, placa e cobre.O cobre é o caminho por onde a corrente e os sinais passam na placa de circuito impresso (PCB). De acordo com conhecimentos básicos de física, sabemos que a resistência de um objeto está relacionada ao material, à área da seção transversal e ao comprimento.A corrente elétrica flui através do cobre, portanto a resistividade é fixa.A área da seção transversal pode ser vista como a espessura da folha de cobre, que é a espessura do cobre na opção de processamento da placa de circuito impresso (PCB). Normalmente, a espessura do cobre é expressa em onças (OZ). A espessura de cobre convertida para 1 OZ é de 35 µm, 2 OZ é de 70 µm e assim por diante. Então, podemos facilmente chegar à seguinte conclusão:Quando uma corrente elétrica elevada precisa passar pela placa de circuito impresso (PCB), a fiação deve ser curta e grossa. Ao mesmo tempo, quanto maior a espessura da camada de cobre na PCB, melhor.
Na prática da engenharia, não existe um padrão rígido para o comprimento da fiação. Geralmente usado em engenharia:Espessura do cobre/elevação de temperatura/diâmetro do fioEsses três indicadores são usados para medir a capacidade de condução de corrente da placa de circuito impresso.
As duas tabelas seguintes podem ser consultadas:
A partir da tabela, podemos concluir aproximadamente que, para uma placa de circuito impresso com 1 onça de espessura de cobre, um fio de 100 milésimos de polegada (2.5 mm) de largura pode conduzir uma corrente de 4.5 A com um aumento de temperatura de 10 °C. Além disso, à medida que a largura aumenta, a capacidade de condução de corrente da placa não aumenta de forma estritamente linear, mas diminui gradualmente, o que está de acordo com a situação na prática da engenharia.Se a elevação da temperatura for aumentada, a capacidade de condução de corrente do fio também pode ser melhorada.
Por meio dessas duas tabelas, a experiência em fiação de PCB que pode ser obtida é:Aumentar a espessura do cobre, ampliar o diâmetro dos fios e melhorar a dissipação de calor da placa de circuito impresso (PCI) podem melhorar a capacidade de condução de corrente da PCI.
Portanto, se eu quiser conduzir uma corrente de 100 A, posso escolher uma espessura de cobre de 4 OZ, definir a largura da trilha para 15 mm, trilhas de dupla face e adicionar um dissipador de calor para reduzir o aumento da temperatura da placa de circuito impresso e melhorar a estabilidade.
Método 2: Poste de ligação
Além de passar os fios diretamente na placa de circuito impresso (PCB), você também pode usar bornes de ligação.Caminho a seguir.
Fixe vários terminais que suportem 100 A na placa de circuito impresso ou na carcaça do produto, como porcas de montagem em superfície, blocos de terminais para PCB, terminais de cobre, etc. Em seguida, utilize blocos de terminais, como terminais de cobre, para conectar os fios que suportam 100 A aos terminais. Isso permite a passagem de altas correntes pelos fios.
Método 3: Fileiras de cobre personalizadas
É possível até mesmo fabricar barramentos de cobre personalizados.Na indústria, é prática comum usar barras de cobre para conduzir altas correntes elétricas. Por exemplo, transformadores, gabinetes de servidores e outras aplicações utilizam barras de cobre para suportar altas correntes.
Segue em anexo a tabela de capacidade de condução de corrente do banco de cobre:
Método 4: Processo especial
Além disso, existem alguns processos especiais de fabricação de PCBs que podem não ser realizados por fabricantes nacionais.A Infineon possui uma placa de circuito impresso que utiliza 3Design com camadas de cobre, as camadas superior e inferior são para fiação de sinal, e a camada intermediária tem 1.5 mm de espessura.Uma camada de cobre de mm é especialmente utilizada para o layout da fonte de alimentação. Esta placa de circuito impresso (PCB) consegue suportar uma sobrecorrente de 100 A em um volume reduzido.Nota A ou superior.
mensagem EMC:Com a evolução dos tempos, cada vez mais equipamentos ou sistemas eletrônicos e elétricos precisam ser inspecionados e testados.Entre eles, o teste de EMC é um dos indicadores de inspeção e teste necessários. No entanto, os projetos de teste de EMC são relativamente caros, os laboratórios de EMC são dispendiosos para construir e a maioria dos equipamentos de medição requer importação. Como resultado, poucas instituições de inspeção e teste têm capacidade para construir laboratórios de EMC. O desempenho de EMC do produto é definido durante a fase de projeto. Se os fatores de EMC não forem considerados durante o projeto de produtos eletrônicos em geral, isso pode facilmente levar à reprovação no teste de EMC e à reprovação nos testes ou certificações das normas de EMC relevantes. Por exemplo, os engenheiros de projeto e P&D projetam circuitos de filtro eficazes de acordo com as necessidades e os colocam no pré-amplificador da interface de E/S (entrada/saída) do produto, o que pode eliminar o ruído de interferência que entra no sistema devido à condução na entrada do circuito; projetam circuitos de isolamento (como isolamento por transformador e isolamento fotoelétrico, etc.) para resolver a interferência de condução que entra no circuito através de linhas de alimentação, linhas de sinal e fios de aterramento, evitando também a interferência causada pela impedância do circuito e pela transmissão de longa distância; Projetar circuitos de absorção de energia para reduzir a energia de ruído absorvida por circuitos e dispositivos; reduzir o impacto da interferência selecionando componentes e organizando racionalmente os sistemas de circuitos.
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