詳解PCB設計的線寬與電流控製方法
發布時間:2020-03-18 責任編輯:lina
【導讀】我們在畫時一般都有一個常識,即走大電流的地方用粗線(比如 50mil,甚至以上),小電流的信號可以用細線(比如 10mil)。
我們在畫時一般都有一個常識,即走大電流的地方用粗線(比如 50mil,甚至以上),小電流的信號可以用細線(比如 10mil)。
對於某些機電控製係統來說,有時候走線裏流過的瞬間電流能夠達到 100A 以上,這樣的話比較細的線就肯定會出問題。一個基本的經驗值是:10A/ 平方 mm,即橫截麵積為 1 平方毫米的走線能安全通過的電流值為 10A。如果線寬太細的話,在大電流通過時走線就會燒毀。當然電流燒毀走線也要遵循能量公式:Q=I*I*t,比如對於一個有 10A 電流的走線來說,突然出現一個 100A 的電流毛刺,持續時間為 us 級,那麼 30mil 的導線是肯定能夠承受住的。(這(zhe)時(shi)又(you)會(hui)出(chu)現(xian)另(ling)外(wai)一(yi)個(ge)問(wen)題(ti)??導(dao)線(xian)的(de)雜(za)散(san)電(dian)感(gan),這(zhe)個(ge)毛(mao)刺(ci)將(jiang)會(hui)在(zai)這(zhe)個(ge)電(dian)感(gan)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)產(chan)生(sheng)很(hen)強(qiang)的(de)反(fan)向(xiang)電(dian)動(dong)勢(shi),從(cong)而(er)有(you)可(ke)能(neng)損(sun)壞(huai)其(qi)他(ta)器(qi)件(jian)。越(yue)細(xi)越(yue)長(chang)的(de)導(dao)線(xian)雜(za)散(san)電(dian)感(gan)越(yue)大(da),所(suo)以(yi)實(shi)際(ji)中(zhong)還(hai)要(yao)綜(zong)合(he)導(dao)線(xian)的(de)長(chang)度(du)進(jin)行(xing)考(kao)慮(lv))

一般的繪製軟件對器件引腳的過孔焊盤鋪銅時往往有幾種選項:直角輻條,45 度角輻條,直鋪。他們有何區別呢?新手往往不太在意,隨便選一種,美觀就行了。其實不然。主要有兩點考慮:一是要考慮不能散熱太快,二是要考慮過電流能力。
shiyongzhipudefangshitedianshihanpandeguodianliunenglihenqiang,duiyudagonglvhuilushangdeqijianyinjiaoyidingyaoshiyongzhezhongfangshi。tongshitadedaorexingnengyehenqiang,suirangongzuoqilaiduiqijiansanreyouhaochu,danshizheduiyudianlubanhanjierenyuanqueshigenanti,yinweihanpansanretaikuaiburongyiguaxi,changchangxuyaoshiyonggengdawashudelaotiehegenggaodehanjiewendu,jiangdileshengchanxiaolv。shiyongzhijiaofutiaohe 45 角jiao輻fu條tiao會hui減jian少shao引yin腳jiao與yu銅tong箔bo的de接jie觸chu麵mian積ji,散san熱re慢man,焊han起qi來lai也ye就jiu容rong易yi多duo了le。所suo以yi選xuan擇ze過guo孔kong焊han盤pan鋪pu銅tong的de連lian接jie方fang式shi要yao根gen據ju應ying用yong場chang合he,綜zong合he過guo電dian流liu能neng力li和he散san熱re能neng力li一yi起qi考kao慮lv,小xiao功gong率lv的de信xin號hao線xian就jiu不bu要yao使shi用yong直zhi鋪pu了le,而er對dui於yu通tong過guo大da電dian流liu的de焊han盤pan則ze一yi定ding要yao直zhi鋪pu。至zhi於yu直zhi角jiao還hai是shi 45 度角就看美觀了。
為什麼提起這個來了呢?因為前一陣一直在研究一款電機驅動器,這個驅動器中 H 橋的器件老是燒毀,四五年了都找不到原因。在我的一番辛苦之後終於發現:原來是功率回路中一處器件的焊盤在鋪銅時使用了直角輻條的鋪銅方式(而且由於鋪銅畫的不好,實際隻出現了兩個輻條)。這使得整個功率回路的過電流能力大打折扣。雖然產品在正常使用過程沒有任何問題,工作在 10A 電流的情況下完全正常。但是,當 H 橋出現短路時,該回路上會出現 100A 左右的電流,這兩根輻條瞬時就燒斷了(uS 級)。然ran後hou呢ne,功gong率lv回hui路lu變bian成cheng了le斷duan路lu,儲chu藏zang在zai電dian機ji上shang的de能neng量liang沒mei有you瀉xie放fang通tong道dao就jiu通tong過guo一yi切qie可ke能neng的de途tu徑jing散san發fa出chu去qu,這zhe股gu能neng量liang會hui燒shao毀hui測ce流liu電dian阻zu及ji相xiang關guan的de運yun放fang器qi件jian,擊ji毀hui橋qiao路lu控kong製zhi芯xin片pian,並bing竄cuan入ru數shu字zi電dian路lu部bu分fen的de信xin號hao與yu電dian源yuan中zhong,造zao成cheng整zheng個ge設she備bei的de嚴yan重zhong損sun毀hui。整zheng個ge過guo程cheng就jiu像xiang用yong一yi根gen頭tou發fa絲si引yin爆bao了le一yi個ge大da地di雷lei一yi樣yang驚jing心xin動dong魄po。那na麼me你ni可ke能neng要yao問wen了le,為wei什shen麼me在zai功gong率lv回hui路lu中zhong的de焊han盤pan上shang隻zhi使shi用yong了le兩liang個ge輻fu條tiao呢ne?為wei什shen麼me不bu讓rang銅tong箔bo直zhi鋪pu過guo去qu呢ne?因yin為wei,嗬he嗬he,生sheng產chan部bu門men的de人ren員yuan說shuo那na樣yang的de話hua這zhe個ge引yin腳jiao太tai難nan焊han了le!設計者正是聽了生產人員的話,所以才。.. 唉唉,發現這個問題可著實費了我一番腦筋啊,哪像說起來這麼簡單!苦樂自知,苦樂自知。
via 的孔如果小於 0.3mm 的話就沒有辦法使用機械鑽孔了,要使用激光鑽孔,板的生產加工難度增大。所以我個人的想法是如果不是非常需要 最小為 0.5mm 外 /0.3mm 內。但是像計算機主板 、內存條、密集的 BGA 封裝等等,有時候可能小到 14mil/8mil。我個人的想法是孔內徑的大小 一般為線寬的 1.5 倍,當然特殊的加粗的線(例如電源等)不需要這樣。
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