EDA365欢迎您登录！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
小小PCB，如何承受100A电流？
' n' B% p! @6 h# o7 R: c6 t/ 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。$ B3 i/ U" J/ e n9 u
' B# o H) X% J \; Q0 {那么问题就来了，怎么样的PCB才能承受住100 A的电流？
$ A' q/ s0 w' P方法一：PCB上走线 + b* U6 w3 _* w4 e' ]
要弄清楚PCB的过流能力，我们首先从PCB结构下手。
: r e! a8 E9 {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。
" L6 V" P: }& J% E0 M8 {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。 5 z1 V' M6 t9 c0 D( J) x7 g l
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。9 ^: V: r+ M1 J8 @+ @
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。
! }: s& P; y+ T" F" E 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。& [' [* W( w: ^# z: g
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。
" k# N7 L( L$ g7 h. }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。 , f+ j$ j5 c* ^! J7 U
如果提高温升，导线的载流能力也能够得到提高。- e, b/ |: Z+ o' W0 n! \
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。
7 D5 U6 {6 V* ^. O* _% {% U5 R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。 9 {& f" j* m$ W' v9 i0 h
方法二：接线柱线柱 2 J, j: i d/ d6 G
除了在PCB上走线之外，还可以采用接线柱的方式走线。 : |* f& i6 d/ d/ C& D8 Z
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。 # H# ~% l0 j9 Z% u
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。
/ O* K+ n0 |3 w' U这样大电流就可以通过导线来走。
. ?: U7 y$ i" S& ^" q5 r方法三：定做铜排 4 n( ?7 {$ V8 A6 \1 R
甚至，还可以定做铜排。
2 q$ E# L7 q7 t# R% d4 C' V& k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。, }$ o& u9 I$ L( T1 [: M
附铜排载流能力表：
9 ^$ V7 l" q: L3 q l" \9 j, @) A7 Q+ Z$ H
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。 ( r: ?* ~' ]4 }6 Z
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。 3 j5 S5 d8 V) H1 j
1 ^, R4 D1 C4 \( E) k, y/ c
n1 W: `! _6 w; z! h/ ^) R9 k3 |" b
. |: x' Y* C+ T5 r d% \7 k( z9 S
| 
/1 
发表于 2022-6-1 16:27
收藏
淘帖
支持！
反对！
