小小PCB，如何承受100A电流？

liuyian2011

小小PCB，如何承受100A电流？
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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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  U: |* Q5 \0 d) C那么问题就来了，怎么样的PCB才能承受住100 A的电流？

方法一：PCB上走线

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要弄清楚PCB的过流能力，我们首先从PCB结构下手。

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。

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。

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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。

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。
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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。
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。

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。

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如果提高温升，导线的载流能力也能够得到提高。

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。

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。

方法二：接线柱线柱

除了在PCB上走线之外，还可以采用接线柱的方式走线。

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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。

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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。

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这样大电流就可以通过导线来走。

方法三：定做铜排

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甚至，还可以定做铜排。

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。
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附铜排载流能力表：

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。

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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qq666888qqw

可以实现

xiaoxiaoya

谢谢分享

409486382

挺好的资料，再补充一种，表面开窗镀锡，可增加导体厚度，更有利于散热。
这种方式对于100A的通流适用性不大，我之前有做过一个产品，工作电流最大30A，1分钟内最大电流50A，实测温升20度以内，功率MOS管也在板上，不确定导体的温升。
当时试了两种方式增加导体厚度，回流焊和波峰焊各有优劣；回流焊外观可控，增加厚度有限，只有靠面积来实现通流要求了。波峰焊外观就只能说不忍直视了，一致性是完全不可控，还需要后期修补，量特小的可以试试。
' \  ]. A) z: E9 ^4 W同时抛出一个问题，回流焊时是否可以通过局部钢网厚度控制锡膏厚度而实现镀锡的厚度？

zc333

409486382 发表于 2022-6-2 10:28
& ^4 g( E  P- ]/ _. [' }挺好的资料，再补充一种，表面开窗镀锡，可增加导体厚度，更有利于散热。
! U5 A( c; K/ A这种方式对于100A的通流适用性不 ...

+ ]4 V' ?- U1 [* x. ~: g. Z6 p在PCB上面是全部开钢网还是局部开？我觉得局部开钢网那个上锡量应该均匀
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409486382

zc333 发表于 2022-6-2 11:29
在PCB上面是全部开钢网还是局部开？我觉得局部开钢网那个上锡量应该均匀

看面积大小和电流方向，电流路径较长的时候可以考虑多条不间断的线条开钢网，路径段面积大的可块状交错开钢网