Hoge stroom PCB:het perfecte bord voor toepassingen met hoge stroom

Laten we eerlijk zijn! Het is frustrerend om uw circuit te zien exploderen of defect te zien, vooral omdat het de huidige vereisten van bepaalde toepassingen niet aankan. Dus de vraag is; wat kunt u doen om dergelijke onregelmatige circuitproblemen als gevolg van variërende stroomniveaus te voorkomen? Het antwoord is simpel; krijg een hoge stroom PCB. Het maken ervan is echter niet zo eenvoudig als het maken van standaard PCB's.

Gelukkig leer je in dit artikel hoe je een high-current PCB maakt en meer.

Ben je klaar? Laten we beginnen!

Wat is een hoogstroom-PCB?

Elektronische schakelingen

Er is een tool voor elke taak of toepassing - hetzelfde geldt voor high-current PCB's. Deze printplaten zijn ideaal voor toepassingen met een hoge stroomsterkte.

Hoewel er geen specifieke definitie is voor PCB's met hoge stroomsterkte, zouden we kunnen zeggen dat het circuits zijn die werken met componenten die hoge stroom produceren.

Deze high-current boards hebben gespecialiseerde eigenschappen die ze duurzaam en veerkrachtig genoeg maken om stromen boven de reguliere versterkers aan te kunnen.

Deze circuits kunnen echter ontwerpproblemen opleveren, vooral voor beginners. Er zijn inderdaad verschillende dingen om op te letten bij het ontwerpen ervan. Als u geen rekening houdt met deze factoren, krijgt u uiteindelijk ontwerpfouten en defecte schakelingen.

Klinkt moeilijk? Maak je geen zorgen! We zullen de basis in het volgende gedeelte van dit artikel doornemen.

Hoogvermogen PCB-ontwerprichtlijnen

Zoals we eerder vermeldden, zijn er verschillende dingen waarmee u rekening moet houden bij het ontwerpen van PCB's met hoge stroomsterkte. Deze factoren zijn de basis die u moet kennen voordat u met uw ontwerpen begint.

Laten we nu deze ontwerprichtlijnen eens nader bekijken.

1. Spoorbreedte en -dikte

PCB-spoor

De PCB-tracering is een essentieel aspect van elk PCB-ontwerp. Het bepaalt de weerstand en warmteontwikkeling van uw circuit.

In werkelijkheid begin je met een standaard spoorbreedte bij het ontwerpen van een nieuwe PCB. Deze standaard traceerbreedte is echter niet voldoende voor een PCB met hoge stroomsterkte. Daarom moet u uw spoorbreedte aanpassen aan de huidige draagkracht.

High-current boards vereisen kleinere sporen. Deze sporen nemen minder bordruimte in beslag en verminderen uw componentencluster. Aan de andere kant kan de spoordikte variëren van 35 tot 50 micron als uw bedrijfsstroom meer dan tien ampère is.

Bovendien is het normaal dat u bij de eerste poging onnauwkeurige berekeningen krijgt. En dat komt omdat veel factoren uw spoorbreedte bepalen, waaronder de dikte van de koperlaag, de spoorpositie, enz. Daarom kan het een complex proces zijn.

Gelukkig kun je dingen gemakkelijker maken met een PCB-spoorbreedtecalculator.

2. U hebt geen soldeermaskers nodig.

Soldeermasker

Soldeermaskers kunnen de huidige capaciteit van uw sporen dempen. U moet dus het onderliggende koper blootleggen door uw soldeermaskers te verwijderen. Het zou ongetwijfeld helpen om de huidige capaciteit van je board te vergroten.

Maar dat is niet alles. Het verwijderen van soldeermaskers betekent extra soldeer. Je kunt ze dus aan het spoor van het bord toevoegen om de weerstand te minimaliseren en de dikte te vergroten.

U hoeft ook niet de spoorbreedte te vergroten of extra koperdikte uit te geven. In plaats daarvan zal het soldeer de stroom helpen vergroten.

3. Koperstaven werken voor zeer hoge stromen

Koperen staven

Koperstaven redden de dag in toepassingen waar kopersporen niet genoeg zijn. Dergelijke toepassingen omvatten omvormers met hoog vermogen of andere toepassingen die stroom genereren van meer dan 100 A.

In werkelijkheid kan het gebruik van kopersporen in dergelijke circuits ernstige meltdowns veroorzaken. Koperen busbars zijn echter duurzamer voor het dragen van stromen en kunnen de hitte aan. Het beste deel is; dat je deze staven op PCB-pads kunt solderen.

4. Isoleer warmtegevoelige componenten

Hittegevoelige componenten

Niet alle elektrische componenten zijn tanky. Sommige zijn behoorlijk gevoelig voor hitte of temperatuurveranderingen.

Dus, wat kunt u doen aan dergelijke componenten? Simpel, je kunt ze thermisch isoleren. Maar helaas draait het bij high-current boards om warmte, en deze componenten zouden niet zo goed passen.

Thermische isolatie omvat ook het toevoegen van borduitsparingen of het gebruik van thermische ontlastingsverbindingen voor uw borden.

5. Korte sporen werken het beste

PCB-sporen

Stel, hoe langer je sporen, hoe hoger je weerstand. En hoe hoger je weerstandswaarden, hoe meer kracht je verliest.

Ook genereert het verliezen van vermogen een enorme hoeveelheid warmte, wat niet goed is voor de levensduur van het board. Daarom moet je de sporen voor je high-current boards kort houden.

6. Meerdere lagen en sporen? Via Stitching gebruiken

PCB Via

Soms is een spoor misschien niet genoeg voor de benodigde stroom. Deze situaties doen zich voor wanneer je bord maar één laag heeft.

Interessant is dat u uw trace naar meerdere lagen kunt routeren en de huidige capaciteit kunt vergroten. Interessant is dat je via stitching kunt gebruiken om je lagen te koppelen. Zorg er echter voor dat beide lagen dezelfde spoordikte hebben.

7. Interne lagen kunnen paden met hoge stroomsterkte creëren.

Je kunt niet altijd ruimte hebben voor dikke sporen op de buitenste lagen van je PCB. Maar in zo'n situatie kun je effen vullingen op je interne bordlaag hebben.

Maak je geen zorgen als je apparaten met een hoge stroomsterkte op je buitenste lagen hebt. Je via's kunnen ze koppelen aan je interne lagen.

8. Componenten met hoge stroomsterkte hebben polygoon gieten nodig.

Verwerker

Er zijn specifieke toepassingen zoals processors en FPGA's die een hoge stroomsterkte vereisen. Om deze toepassingen te laten werken, moet u dus een hoge stroomsterkte in uw PCB activeren. Maar in werkelijkheid kun je het doen met polygoon gieten.

Inderdaad, je kunt vierkante polygoon gieten onder je chip toevoegen en ze verbinden met een via. Koppel vervolgens de polygoon-storting aan uw dikke krachtsporen.

Tips om de lay-outeffectiviteit van uw hoogstroom-PCB te verbeteren

Het creëren van een succesvol high-current PCB-ontwerp is niet waar het werk eindigt. U moet het ontwerp van uw PCB verbeteren en ze nog effectiever maken. Hier zijn een paar tips:

Tip 1:rechte hoeksporen zijn niet effectief

Vermijd het plaatsen van uw sporen in een rechte hoek als u een verbeterd PCB-ontwerp wilt. Waarom? Dat komt omdat rechthoekige sporen de uniformiteit van sporen belemmeren.

Als alternatief kunt u uw sporen in een hoek van 45 graden plaatsen. Op deze manier zouden uw ontwerpen er ruim en minder geclusterd uitzien.

Tip 2:Kies je lijndikte zorgvuldig

Het lijkt misschien niet voor de hand liggend, maar lijndikte is ook essentieel. Om deze reden moet je het zorgvuldig selecteren.

Een geschikte lijnbreedte zou de huidige stroom afvlakken, waardoor uw PCB een effectievere prestatie kan leveren.

Tip 3:Ruimte is essentieel! Gebruik het op de juiste manier

Plaats uw componenten altijd op de juiste manier. Maak geen ontwerpen die uw componenten clusteren. Je zou een ramp aan het bouwen zijn.

Tip 4:Vermijd het gebruik van één bedradingspositie tussen lagen

Vergeet niet om uw bedradingsposities tussen uw lagen dynamisch te houden. De reden is simpel. Verschillende lagen hebben verschillende richtingen nodig. Het gebruik van verschillende bedradingsposities zou dus betere resultaten opleveren.

Tip 5:Voel je vrij om te knutselen!

De standaardmethode is niet altijd de beste keuze. U kunt dus altijd wat doe-het-zelf gebruiken om uw PCB-lay-out te verbeteren. Het maken van een groots schema vereist immers het gebruik van alle tools die tot je beschikking staan.

Voordelen van zware koperen printplaten met hoge stroomsterkte

Zware koperen PCB's zijn uitstekend geschikt voor toepassingen met hoge stroomsterkte, en dit is waarom:

• Zware koperen printplaten hebben een uitzonderlijke thermische weerstand. Daarom zijn ze meer geschikt voor toepassingen met hoge snelheid, hoge frequentie en extreme temperaturen.

• Zware koperen PCB's zijn behoorlijk duurzaam met een uitstekende mechanische sterkte.

• Thermische geleidbaarheid is ook een van de voordelen van zware koperen PCB's. Deze PCB's bieden effectieve koellichaameigenschappen.

• Je kunt ook warmteafvoerfuncties krijgen van zware koperen PCB's. Ze kunnen helpen oververhitting tegen te gaan en schade te voorkomen.

• Elektrische geleidbaarheid? Controleren! Zware koperen platen zijn uitstekende geleiders die goed werken in de elektronica.

Laatste gedachten

Printplaat met componenten

In werkelijkheid kunt u geen toepassingen met hoge stroomsterkte bouwen zonder PCB's met hoge stroomsterkte. Standaard PCB's kunnen de hitte niet aan en zouden uiteindelijk verbrand of vernietigd worden.

Deze hogestroomkaarten beschikken echter over de juiste eigenschappen om toepassingen aan te kunnen die een hoge stroomsterkte vereisen. Ze hebben ook voldoende thermische duurzaamheid om de warmte op te vangen die wordt gegenereerd door hoge stromen.

Dus, wil je een high-current printplaat bouwen? Neem zeker contact met ons op.