0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

如何在大电流PCB设计中实现卓越

eeDesigner 来源: 物联网评论 作者: 物联网评论 2024-03-26 10:01 次阅读

设计任何PCB都具有挑战性,尤其是随着设备变得越来越小。高电流PCB设计甚至更加复杂,因为它具有所有相同的障碍,还需要额外考虑一系列独特的因素。

专家预测,对高功率设备的需求可能会上升工业物联网实现两位数的年增长率到2030年。以下是针对这一趋势优化大电流电子产品中PCB设计的七个步骤。

1.确保足够的走线尺寸

走线尺寸是高电流PCB最重要的设计考虑因素之一。铜走线已经趋向于小型化,以实现更紧凑的设计,但这在更高的电流下不起作用。较小的横截面会通过散热导致功率损耗,因此需要适当大的走线尺寸。

您可以通过调整两个因素来改变走线横截面积:走线的宽度和铜的厚度。平衡这两者是降低功耗和保持理想PCB尺寸的关键。

使用PCB走线宽度计算器了解哪些宽度和厚度支持您的设备所需的电流类型。使用这些工具时,请谨慎设计走线尺寸,以支持比您认为需要的更高的电流。

2.重新考虑元件放置

元件布局是高电流PCB设计的另一个关键考虑因素。MOSFETs和类似元件会产生大量热量,因此尽可能将它们与其他高热或温度敏感点隔开很重要。当处理缩小的外形尺寸时,这并不总是容易的。

放大器转换器应该与MOSFETs和其他发热元件保持适当的距离。虽然在边缘保持高功率区域可能很诱人,但这并不允许均匀的温度分布。取而代之的是,将它们直线放置在整个板上以保持能量,从而使热量更加均匀。

通过首先接近最有影响力的区域,更容易确定理想的组件。首先,确定高温组件的理想放置位置。一旦你知道把它们放在哪里,你就可以用剩下的来填补空白。

3.优化散热管理

同样,高电流PCB也需要谨慎对待热管理。对于大多数应用来说,这意味着保持内部温度低于130摄氏度FR4层压板的玻璃化转变温度。优化组件放置将有所帮助,但您的热量最小化步骤必须不止于此。

自然对流冷却对于较小的消费电子设备PCB可能就足够了,但对于功率较高的应用可能就不够了。机械散热器可能是必要的。MOSFETs周围的风扇或液体冷却系统等主动冷却也有所帮助。然而,一些设备设计可能不够大,无法容纳传统散热器或主动冷却。

对于较小但高性能的PCB而言,散热通孔是一种有用的替代方案。浇注的带有一系列孔的高导电性金属将在热量到达更敏感的区域之前从MOSFETs或类似组件带走热量。

4.使用合适的材料

当优化热管理并确保组件能够承受更高的电流时,材料选择将大有裨益。这适用于PCB的组件和基板。

虽然FR4是最常见的基板,但它并不总是高电流PCB设计的最佳选择。金属芯PCB可能是理想的选择,因为它们可以平衡FR4等基板的绝缘和成本效益以及高导电性金属的强度和温度位移。或者,一些制造商生产特殊耐热层压板,您可以考虑。

同样,您应该只使用具有高热阻值的组件。有时,这意味着选择更耐热的材料,而在其他情况下,这意味着使用相同材料的更厚组件。哪种选择最好取决于您的PCB尺寸、预算和可用的供应商。

5.完善质量控制流程

高电流PCB的可靠性也是一个在生产中发现错误的问题。如果制造过程不能发现并解决抵消其优势的缺陷,那么上述四种设计选择不会产生太大的改进。原型迭代更可靠的质量检查同样重要。

使用正确的工具来评估PCB的质量是该领域最重要的考虑因素之一。数字光学比较仪作为模板和覆盖物优于传统方法随着时间的推移伸展和扭曲,阻碍了它们的可靠性。您还应该考虑易于自动化的工具,以最小化人为错误的风险。

不管您使用的具体方法和威廉希尔官方网站 如何,跟踪所有缺陷都是至关重要的。随着时间的推移,这些数据可以揭示问题出现的趋势,从而提供更可靠的PCB设计更改。

6.可制造性设计

在高电流PCB设计中,一个类似但经常被忽视的因素是确保易于制造。如果生产错误如此普遍,以至于设备很少符合纸上的规格,那么理论上PCB有多可靠也没用。

解决方案是尽可能避免过于复杂或错综复杂的设计。在设计高电流PCB时,请牢记您的制造工艺,考虑这些工作流程可能会如何生产它们以及可能会出现什么问题。你越容易制造出没有错误的产品,它们就越可靠。

这一步需要与生产方利益攸关方密切合作。如果您不在内部处理制造,请让您的生产合作伙伴参与设计阶段,获取他们对潜在可制造性问题的意见。

7.将威廉希尔官方网站 用于你的优势

新的规划和生产威廉希尔官方网站 可以使平衡这些考虑更加容易。3D打印引入更多设计灵活性支持更复杂的PCB布局,而不会出现生产错误。它的精度还可以让您确保铜走线遵循曲线而不是直角,以减少其长度并最大限度地降低功耗。

人工智能是另一项值得研究的威廉希尔官方网站 。AI PCB工具可以自动放置元件或突出潜在的设计问题,以防止错误在现实世界中出现。类似的解决方案可以interwetten与威廉的赔率体系 不同的测试环境,以在生产物理原型之前评估PCB的性能。

制造阶段的自动化也有类似的好处。Marelli Holdings旗下的一家斯洛伐克PCB生产厂装配速度提高了25%并通过在芯片制造中引入协作机器人来最大限度地减少操作失误。

高电流PCB设计需要谨慎

设计可靠的大电流PCB并不容易,但也并非不可能。遵循这七个步骤将帮助您优化设计流程,以创建更有效的高功率器件。

随着工业物联网的发展,这些考虑因素将变得更加重要。现在拥抱它们将是未来持续成功的关键。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 大电流
    +关注

    关注

    0

    文章

    241

    浏览量

    17287
  • PCB设计
    +关注

    关注

    394

    文章

    4683

    浏览量

    85561
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    PCB设计电流回路的注意事项

    PCB设计电流回路的注意事项 对于电流回路,需要注意如下基本事项:
    发表于 04-16 18:05 4166次阅读
    <b class='flag-5'>PCB设计</b><b class='flag-5'>中</b>对<b class='flag-5'>电流</b>回路的注意事项

    PCB设计PCB设计的过孔分析

    PCB设计过程PCB过孔设计是经常用到的一种方式,同时也是一个重要因素,但是过孔设计势必会对信号完整性产生一定的影响,尤其是对高速PCB设计。本文在参阅一些相关资料,及在设计过程
    的头像 发表于 10-25 18:02 6617次阅读
    【<b class='flag-5'>PCB设计</b>】<b class='flag-5'>PCB设计</b><b class='flag-5'>中</b>的过孔分析

    何在PCB设计避免出现电磁问题

    PCB设计,电磁兼容性(EMC)及关联的电磁干扰(EMI)历来是让工程师们头疼的两大问题,特别是在当今电路板设计和元器件封装不断缩小、OEM要求更高速系统的情况下。本文给大家分享如何在PC
    发表于 02-01 07:42

    PCB设计铜箔与线流关系

    PCB设计,铜箔的厚度,线宽与电流的关系铜箔厚度/35um 铜箔厚度/50um 铜箔厚度/70um 电流(A) 线宽(mm) 电流(A)
    发表于 06-11 08:25 0次下载
    <b class='flag-5'>PCB设计</b><b class='flag-5'>中</b>铜箔与线流关系

    PCB设计相关经验分享及PCB新手在PCB设计应该注意的问题

    PCB设计相关经验分享及PCB新手在PCB设计应该注意的问题
    发表于 09-06 14:59 0次下载

    何在PCB设计增强防静电ESD功能

    PCB设计 ,可以通过分层、恰当的布局布线和安装实现PCB的抗ESD设计。
    发表于 02-09 13:37 2439次阅读

    PCB设计ESD防护的优化原则和技巧

    PCB布线是ESD防护的一个关键要素,合理的PCB设计可以减少故障检查及返工所带来的不必要成本。在PCB设计,由于采用了瞬态电压抑止器(TVS)二极管来抑止因ESD放电产生的直接电荷
    发表于 04-16 15:32 1448次阅读

    何在PCB设计实现复杂的焊盘形状?

    在某些情况下,您的设计可能需要几何不规则或复杂的焊盘形状,并且使它们恰到好处会耗费大量时间和手动工作。通过在AltiumDesigner®快速将复杂焊盘形状应用到PCB设计,了解
    的头像 发表于 07-23 14:34 6231次阅读

    PCB设计如何避免出现电磁问题

    PCB设计,电磁兼容性(EMC)及关联的电磁干扰(EMI)历来是让工程师们头疼的两大问题,特别是在当今电路板设计和元器件封装不断缩小、OEM要求更高速系统的情况下。本文给大家分享如何在PC
    的头像 发表于 01-20 14:38 598次阅读

    PCB设计如何避免出现电磁问题?

    PCB设计,电磁兼容性(EMC)及关联的电磁干扰(EMI)历来是让工程师们头疼的两大问题,特别是在当今电路板设计和元器件封装不断缩小、OEM要求更高速系统的情况下。本文给大家分享如何在PC
    发表于 01-22 09:54 20次下载
    <b class='flag-5'>PCB设计</b><b class='flag-5'>中</b>如何避免出现电磁问题?

    PCB设计的EMC设计指南

    PCB设计的EMC设计指南免费下载。
    发表于 02-16 14:02 48次下载

    PCB设计的Grid布局的作用

    今天为大家讲讲PCB设计什么是Grid布局?PCB设计的Grid布局的作用。 PCB设计
    发表于 11-29 09:35 1318次阅读

    电流功率电路的PCB设计要点分享

    今天和大家分享一下大电流功率信号的PCB设计知识点。在我们常规认识和学习,可能大多数人一说模拟信号都是连续的小信号,如声音信号。其实还有一种模拟信号需要我们关注,那就是大电流的功率电
    的头像 发表于 05-17 10:38 2277次阅读

    PCB设计何在实操规范的布局

    作为PCB设计的重点,布局是布线的基础,一个完美的布局开端,直接使得布线工作量事半功倍。 本次就来说一下如何在真实的实操当中规范的布局。 对于Altium Designer软件,相比于其他软件,它
    的头像 发表于 11-06 15:24 599次阅读
    <b class='flag-5'>PCB设计</b>如<b class='flag-5'>何在</b>实操<b class='flag-5'>中</b>规范的布局

    何在PCB设计克服放大器的噪声干扰?

    何在PCB设计克服放大器的噪声干扰? 在PCB设计,放大器的噪声干扰是一个常见的问题。噪声干扰会对系统的性能产生负面影响,降低信号质量
    的头像 发表于 11-09 10:08 688次阅读