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小小PCB，如何承受100A电流？
: N& Y! b+ W p% r$ h" A2 X; T通常的PCB设计电流都不会超过10A，甚至5A。尤其是在家用、消费级电子中，通常PCB上持续的工作电流不会超过2A。但是最近要给公司的产品设计动力走线，持续电流能达到80A左右，考虑瞬时电流以及为整个系统留下余量，动力走线的持续电流应该能够承受100A以上。
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( h- ?+ T: ]2 e: k那么问题就来了，怎么样的PCB才能承受住100 A的电流？
+ O/ V) t: x: r" q/ P8 d方法一：PCB上走线 2 j, d0 W$ [* n% G8 \" t/ C
要弄清楚PCB的过流能力，我们首先从PCB结构下手。 . ?, d! w" V- I
以双层PCB为例，这种电路板通常是三层式结构：铜皮、板材、铜皮。
1 @& o8 [) B8 b) j3 B5 n铜皮也就是PCB中电流、信号要通过的路径。 根据中学物理知识可以知道一个物体的电阻与材料、横截面积、长度有关。
: }# ?; n6 R8 d- G3 B; V" v由于我们的电流是在铜皮上走，所以电阻率是固定的。横截面积可以看作铜皮的厚度，也就是PCB加工选项中的铜厚。
% F% P' Q4 S' N, G5 ]3 N 通常铜厚以OZ来表示，1OZ的铜厚换算过来就是35 um，2OZ是70um，依此类推。 那么可以很轻易地得出结论：在PCB上要通过大电流时，布线就要又短又粗，同时PCB的铜厚越厚越好。( `8 }' G1 r1 T2 m) r6 ~2 I6 Q
实际在工程上，对于布线的长度没有一个严格的标准。工程上通常会用：铜厚/温升/线径，这三个指标来衡量PCB板的载流能力。
: Y# { n5 H: Y& v9 k* B! z2 i以下两个表可以参考： 从表中可以大约知道1OZ铜厚的电路板，在10℃温升时，100mil (2.5mm) 宽度的导线能够通过4.5A的电流。
/ w A: U; P2 A& H0 M. V2 ?9 X: {* p并且，随着宽度的增加，PCB载流能力并不是严格按照线性增加，而是增加幅度慢慢减小，这也是和实际工程里的情况一致。 * v* {0 \# i X4 `; A
如果提高温升，导线的载流能力也能够得到提高。6 [2 S5 t' r; s, D
通过这两个表，能得到的PCB布线经验是：增加铜厚、加宽线径、提高PCB散热能够增强PCB的载流能力。
3 C: x1 @5 v5 q那么如果要走100A的电流，可以选择4OZ的铜厚，走线宽度设置为15mm，双面走线，并且增加散热装置，降低PCB的温升，提高稳定性。 ! T7 F9 n) K, ]/ f
方法二：接线柱线柱 / `0 i/ t$ c) {& ~- Z8 @5 ~
除了在PCB上走线之外，还可以采用接线柱的方式走线。
2 K, F# m1 A3 V+ y$ B! n在PCB上或产品外壳上固定几个能够耐受100A的接线柱如：表贴螺母、PCB接线端子、铜柱等。 1 ?; b; A4 E1 X0 c4 f
然后采用铜鼻子等接线端子将能承受100A的导线接到接线柱上。
* g: I8 }& F, h4 L+ Z2 W7 b1 H! |这样大电流就可以通过导线来走。
4 s- r" O5 K6 C1 j, ^1 P9 ~方法三：定做铜排 , p. a- _0 n/ r) a7 _
甚至，还可以定做铜排。 + X* Y+ g/ Y* H5 ^- w/ E- E
使用铜排来走大电流是工业上常见的做法，例如变压器，服务器机柜等应用都是用铜排来走大电流。! n7 d8 r/ ^; `, a7 f7 \+ C; F: ?
附铜排载流能力表：
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5 }4 x; y1 y" p! j& F/ N方法四：特殊工艺 另外还有一些比较特殊的PCB工艺，国内不一定能找得到加工的厂家。 ! p, h$ s9 P! l+ l$ m
例如英飞凌就有一种PCB，采用3层铜层设计，顶层和底层是信号布线层，中间层是厚度为1.5mm的铜层，专门用于布置电源，这种PCB可以轻易做到小体积过流100A以上。
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发表于 2022-6-1 16:27
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