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PCB大电流设计方法简介

经过笔者的分析,关于PCB是否能够承载100~150A大电流的问题,在以下几个方面进行了论述,一起来看看吧。

一、PCB承载大电流的操作方法

在常见的PCB设计中,有三种常用的操作方法来承载大电流:

  1. 增大线宽:通常情况下,线宽为1A时,线宽为1mm(40mil);
  2. 增加覆铜厚度:可以选择1oz,2oz及更高的覆铜厚度;
  3. 使用导线开窗等方法:可以在导线上进行开窗操作,并使用锡、银、铜等材料来加强导线的承载能力。

这些方法是基本的操作方法,在此不再详述。

二、PCB承载大电流的注意事项

在PCB承载大电流时需要注意以下几点:

  1. 发热问题:承载大电流时会造成严重的发热问题,即使按照以上方法进行操作,由于电流不会平均通过导线,所以局部发热现象仍然很难处理。此外,铜和锡的电阻率不同,电流往往仍然流经铜箔,导致板材发热严重。
  2. 板材温度:常用的FR4材料的TG(玻璃化转变温度)通常在140~170度之间。如果超过这个温度,尽管可能不会燃烧,但会导致板材软化,电气性能严重下降。
  3. 板材可靠性:由于导线开窗并加锡处理,焊锡在故障时容易融化并导致断路现象,因此板材的可靠性会受到影响。

三、PCB承载大电流的推荐操作

鉴于PCB承载大电流存在以上注意事项,推荐以下操作来提高可靠性:

  1. 使用专用高电流PCB材料:选择能够承受高温和大电流负载的特殊PCB材料,以提高可靠性。
  2. 引入散热设计:通过散热在PCB上分散热量,减少局部发热现象,并提高整体稳定性。
  3. 采用其他解决方案:根据具体应用需求,可以考虑使用其他电流承载更高的解决方案,如电流传感器或者电流开关等。

综上所述,PCB承载100~150A大电流时需要注意以上事项,并可以采用推荐操作来提高可靠性。

三、PCB承载大电流推荐操作

第一,使用铜排等作为大电流导体,或者在大电流部分直接用铜板接出来。

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第二,使用多层板进行大电流传输,但是需要进行热仿真,因为电流不是平均流动的,可能会导致局部过热,具体根据板材覆铜厚度以及宽度进行具体分析。

第三,铝基板,相比而言,铝基板的散热要好很多,承压能力也更强,但是在150A大电流下还是需要多多考虑温升,下图仅供参考。

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作者: 良许

良许,世界500强企业Linux开发工程师,公众号【良许Linux】的作者,全网拥有超30W粉丝。个人标签:创业者,CSDN学院讲师,副业达人,流量玩家,摄影爱好者。
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