安全在許多工廠(chǎng)中如此重要的原因是大功率機(jī)械,這可能很危險(xiǎn)。主要危險(xiǎn)是與為工業(yè)設(shè)備供電和控制所需的大電流相互作用。許多設(shè)施根據(jù)定義使用警報(bào)和電子指示器安全完整性等級(jí)(SIL)防止?jié)撛诘?a target="_blank">電氣危險(xiǎn)。但是,電氣系統(tǒng)安全的責(zé)任在很大程度上取決于轉(zhuǎn)換,調(diào)節(jié),分配和利用大電流的電子設(shè)備和PCB。為確保您的電路板有助于安全的工業(yè)環(huán)境,應(yīng)遵循一些最新的PCB設(shè)計(jì)技巧。讓我們看看它們是什么以及它們?yōu)槭裁粗匾?。但是首先,讓我們更深入地研究使它們?duì)工業(yè)具有吸引力的高電流PCB屬性。
工業(yè)環(huán)境中的高電流PCB
在2009年, IPC-2152標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布了確定印刷電路板設(shè)計(jì)中載流量的方法。該有關(guān)走線(xiàn)寬度,銅重量和載流能力的標(biāo)準(zhǔn)取代了長(zhǎng)期存在且仍經(jīng)常使用的IPC-2221A標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)的指南,嘗試開(kāi)發(fā)一種可靠的方法來(lái)確定大電流PCB的這些參數(shù),最終導(dǎo)致許多在線(xiàn)走線(xiàn)寬度計(jì)算器(例如DigiKey,以協(xié)助開(kāi)發(fā)人員和電路板設(shè)計(jì)師。盡管這些工具尚未標(biāo)準(zhǔn)化,但它們?cè)谠O(shè)計(jì)能夠滿(mǎn)足其當(dāng)前容量要求的PCB上會(huì)非常有用。
大多數(shù)電路板處理或傳輸?shù)凸β?a target="_blank">信號(hào)以用于數(shù)字,RF或電源電路。對(duì)于這些應(yīng)用,載電流在1mA或2oz的毫安至數(shù)十安培范圍的銅重量通常就足夠了。對(duì)于某些行業(yè),例如軍事和航空航天,醫(yī)療系統(tǒng),汽車(chē)和工業(yè)生產(chǎn),PCB必須具有能夠承載數(shù)百或數(shù)千安培的走線(xiàn)。對(duì)于這些板,走線(xiàn)寬度必須寬得多,或者銅線(xiàn)重量必須更高。
解決高電流需求的典型方法是加寬相對(duì)較?。ā?/span>2oz)的銅走線(xiàn),這需要在表面和層上增加空間。但是,相比于該方法,使用重銅或極銅布線(xiàn)具有明顯的優(yōu)勢(shì),包括:
大電流或超電流PCB布線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)
l 更高的走線(xiàn)電流承載能力
l 通過(guò)載流量更大
l 在同一層或PDN上容納不同電路電流水平
l 不需要增加走線(xiàn)寬度
l 高可靠性
l 高溫組件的使用沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)
要實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)勢(shì),確實(shí)需要特殊的大電流PCB設(shè)計(jì)考慮因素,這會(huì)影響合同制造商(CM)的制造過(guò)程。
您應(yīng)該知道的大電流PCB設(shè)計(jì)技巧
設(shè)計(jì)高電流PCB與典型的低功耗電子板不一樣,制造工藝也不相同。例如,板層可以包含幾個(gè)銅片,并且可能需要電鍍和蝕刻的循環(huán)。這些增加的周期會(huì)導(dǎo)致某些板材料類(lèi)型無(wú)法使用,例如FR4,對(duì)于80萬(wàn)至120萬(wàn)鍍銅板,八個(gè)周期后的FR32失效率為32%。但是,通過(guò)遵循下面列出的高電流PCB設(shè)計(jì)技巧,您應(yīng)該實(shí)現(xiàn)一種可靠的并且滿(mǎn)足您的工業(yè)PCB開(kāi)發(fā)要求的電路板。
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