通常情況下,PCB設計電流不會超過10A,甚至5A。尤其是在家用和消費性電子產品中,PCB上的持續工作電流通常不會超過2A。然而,最近我們需要為公司產品設計電源線,其持續電流可達80A左右。考慮到瞬時電流並為整個系統預留裕量,電源線的持續電流必須能夠承受100A以上。
然後問題出現了,哪一種PCB可以承受100A的電流?
為了確定PCB的過流能力,我們首先要分析PCB的結構。以雙層PCB為例。這種電路板通常有三層結構:銅層、板材層和銅層。在印刷電路板 (PCB) 中,銅是電流和訊號通過的路徑。根據中學物理知識,我們知道物體的電阻與其材料、橫截面積和長度有關。由於我們的電流流過銅,因此電阻率是固定的。橫截面積可視為銅片的厚度,也就是PCB加工選項中的銅厚度。通常銅厚度以盎司(OZ)為單位。 1盎司銅的厚度相當於35微米,2盎司銅的厚度相當於70微米,以此類推。由此我們可以得到以下結論:當需要大電流通過PCB時,線路必須短而粗。同時,PCB的銅箔厚度越厚越好。
在實際工程中,電線長度並沒有嚴格的標準。工程中通常使用:銅厚度/溫升/線徑這三個指標用來測量PCB板的載流能力。
從表中我們可以大致得知,對於一塊銅厚為 1 盎司的電路板,一根 100 mil(2.5 毫米)寬的導線在溫升 10°C 時可以承載 4.5 A 的電流。隨著導線寬度的增加,PCB 的載流能力並非嚴格線性成長,而是緩慢下降,這與實際工程情況相符。如果溫度升高,導線的載流能力也可以提高。
透過這兩張表格,可以獲得以下PCB佈線經驗:增加銅箔厚度、加粗導線直徑、改善PCB散熱性能,可提高PCB的載流能力。
因此,如果我想承載 100 A 的電流,我可以選擇 4 盎司的銅厚度,將走線寬度設置為 15 毫米,採用雙面走線,並添加散熱片以降低 PCB 的溫升並提高穩定性。
除了在PCB板上佈線外,您還可以使用接線柱。路線。
在PCB板或產品外殼上固定幾個能承受100A電流的接線柱,例如表面貼裝螺帽、PCB接線端子、銅柱等。然後使用銅頭接線端子等連接件,將能承受100A電流的導線連接到這些接線柱上。這樣就可以讓大電流流過導線。
甚至可以訂製銅母線。在工業領域,使用銅條來承載大電流是常見的做法。例如,變壓器、伺服器機櫃和其他應用都使用銅條來承載大電流。
此外,還有一些特殊的PCB工藝,國內製造商可能無法加工。英飛凌有一款採用 3 的 PCB。採用多層銅箔設計,頂層和底層為訊號佈線層,中間層厚度為1.5毫米。毫米級銅層專為電源佈局而設計。這款PCB板體積小巧,卻能輕鬆達到100安培的過電流保護。A級或以上。
EMC訊息:隨著時代發展,越來越多的電子電氣設備或系統產品需要進行檢驗和測試。其中,EMC測試是必要的檢驗和測試指標之一。然而,EMC測試項目成本相對較高,EMC實驗室建設費用昂貴,且大多數測量設備需要進口。因此,具備建構EMC實驗室能力的檢驗和測試機構寥寥無幾。產品的EMC性能在設計階段就已經確定。如果在一般電子產品的設計過程中沒有考慮EMC因素,很容易導致EMC測試失敗,無法通過相關EMC法規的測試或認證。例如,產品設計和研發工程師可以根據需要設計有效的濾波電路,並將其放置在產品I/O(輸入/輸出)介面的前置放大器中,以消除電路系統入口處因傳導而進入系統的干擾雜訊;設計隔離電路(例如變壓器隔離和光電隔離等),以解決透過電源線、訊號線和接地線進入電路的傳導幹擾,同時防止公共阻抗和長距離傳輸造成的干擾;設計能量吸收迴路,以減少電路和裝置吸收的雜訊能量;透過選擇合適的元件和合理佈置電路系統來降低幹擾的影響。
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