PCB承载100A电流?高电流路径设置技巧
2022-03-16 240

通常情况下,PCB设计电流不会超过10A,甚至5A。尤其是在家用和消费电子产品中,PCB上的持续工作电流通常不会超过2A。然而,最近我们需要为公司产品设计电源线,其持续电流可达80A左右。考虑到瞬时电流并为整个系统预留裕量,电源线的持续电流必须能够承受100A以上。


然后问题就出现了,哪种PCB可以承受100A电流?



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方法一:PCB布线


为了确定PCB的过流能力,我们首先要分析PCB的结构。以双层PCB为例。这种电路板通常具有三层结构:铜层、板材层和铜层。在印刷电路板 (PCB) 中,铜是电流和信号通过的路径。根据中学物理知识,我们知道物体的电阻与其材料、横截面积和长度有关。由于我们的电流流过铜,因此电阻率是固定的。横截面积可以看作是铜片的厚度,也就是PCB加工选项中的铜厚度。通常铜厚度以盎司(OZ)为单位。1盎司铜的厚度相当于35微米,2盎司铜的厚度相当于70微米,以此类推。由此我们可以得出以下结论:当需要大电流通过PCB时,线路必须短而粗。同时,PCB的铜箔厚度越厚越好。

在实际工程中,电线长度并没有严格的标准。工程中通常使用:铜厚度/温升/线径这三个指标用于测量PCB板的载流能力。

以下两张表格可供参考:


从表中我们可以大致得知,对于一块铜厚为 1 盎司的电路板,一根 100 mil(2.5 毫米)宽的导线在温升 10°C 时可以承载 4.5 A 的电流。随着导线宽度的增加,PCB 的载流能力并非严格线性增长,而是缓慢下降,这与实际工程情况相符。如果温度升高,导线的载流能力也可以得到提高。

通过这两张表格,可以获得以下PCB布线经验:增加铜箔厚度、加粗导线直径、改善PCB散热性能,可以提高PCB的载流能力。

因此,如果我想承载 100 A 的电流,我可以选择 4 盎司的铜厚度,将走线宽度设置为 15 毫米,采用双面走线,并添加散热片以降低 PCB 的温升并提高稳定性。


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方法二:接线柱


除了在PCB板上布线外,您还可以使用接线柱。路线。

在PCB板或产品外壳上固定几个能承受100A电流的接线柱,例如表面贴装螺母、PCB接线端子、铜柱等。然后使用铜头接线端子等连接件,将能承受100A电流的导线连接到这些接线柱上。这样就可以让大电流流过导线。


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方法三:定制铜排


甚至可以定制铜母线。在工业领域,使用铜条来承载大电流是一种常见的做法。例如,变压器、服务器机柜和其他应用都使用铜条来承载大电流。

附件为铜电池组载流能力表:



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方法四:特殊工艺


此外,还有一些特殊的PCB工艺,国内制造商可能无法加工。英飞凌有一款采用 3 的 PCB。采用多层铜箔设计,顶层和底层为信号布线层,中间层厚度为1.5毫米。毫米级铜层专为电源布局而设计。这款PCB板体积小巧,却能轻松实现100安培的过电流保护。A级或以上。



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