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凡亿专栏 | 大电流PCB板的设计方法及注意事项
大电流PCB板的设计方法及注意事项

随着时代高速发展,大电流大功率设备开始兴起,成为很多企业优先设计的项目,如新能源汽车、工业设备和电源设备,寻常的PCB设计无法保证PCB板承受大功率大电流,为确保电路板的稳定性和可靠性,必须进行专门的设计和优化!

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1、材料选择

选择适用于高电流应用的高性能材料非常重要。常用的材料选项包括FR-4、金属基板(如铝基板和铜基板)以及复合材料(如PTFE基板)。这些材料具有较低的电阻、较高的热传导性能和较好的机械强度,能够更好地承受大电流下的热量和电流集中效应。

2、路径宽度和铜箔厚度

为了减小电流路径的电阻和电流密度,徐鹤立设计PCB的导线宽度和铜箔厚度,根据电流大小和所选材料,可使用电流容量表和计算公式确定适当的路径宽度和铜箔厚度。

3、导线布局和走线方式

合理的导线布局和走线方式对大电流电路的稳定性和性能至关重要,尽量采用短而宽的导线以此减小电流路径的电阻和电感,避免使用锐角和尖点,使用圆角来减小电流集中效应和高频噪声。

4、散热设计

大电流下会产生较大的热量,因此必须考虑好散热设计。通过合理的散热设计,如添加散热铺铜、散热孔或散热器,能够将热量迅速传导到周围环境中,保持电路板的稳定工作温度。

5、电流分布和平衡

对于大电流电路,电流分布和平衡也需要考虑,合理的电流分布可减小电流路径的电阻和热点的产生,通过合适的电流平衡设计,如添加平衡电流器、平衡电阻或电流平衡层,可提高电路板的可靠性和稳定性。

6、电子器件和连接器选择

在大电流电路中,选择适合高电流应用的电子器件和连接器也很重要,这些器件具有较大的电流容量、低接触电阻和良好的散热性能,以此确保整个电路的可靠工作。

7、EMC设计

大电流电路通常会产生较强的电磁干扰。因此,在PCB设计过程中,需要考虑良好的电磁兼容性设计,包括地线布局、信号和电源分离、电磁屏蔽等措施,以减小电磁干扰对其他电路和设备的影响。

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