Die ontwerp van enige PCB is uitdagend, veral namate toestelle kleiner en kleiner word. Hoëstroom PCB-ontwerp is selfs meer ingewikkeld omdat dit dieselfde struikelblokke het en 'n addisionele stel unieke faktore benodig om in ag te neem.
Kenners voorspel dat die vraag na hoë-kragtoestelle waarskynlik sal styg om 'n dubbelsyfer-jaarlikse groeikoerse vir die industriële IoT teen 2030 te bereik. Hier is sewe stappe om PCB-ontwerp te optimaliseer in elektronika met 'n hoë stroom vir hierdie neiging.

1. Verspreek voldoende kabelgrootte
Lyngrootte is een van die belangrikste ontwerpoorwegings vir hoë huidige PCB's. Koperbedrading is geneig om miniatuur te word vir meer kompakte ontwerpe, maar dit werk nie by hoër strome nie. 'N Klein dwarssnit kan lei tot kragverlies deur hitte -verspreiding, dus is 'n toepaslike groot baangrootte nodig.
U kan die dwarsdeursnit van die draad verander deur twee faktore aan te pas: die breedte van die draad en die dikte van die koper. Die balansering van hierdie twee is die sleutel tot die vermindering van kragverbruik en die handhawing van die ideale PCB -grootte.
Gebruik die PCB -lynwydte -sakrekenaar om te leer watter breedtes en diktes die tipe stroom wat vir u toestel benodig word, ondersteun. As u hierdie gereedskap gebruik, moet u die bedradinggrootte ontwerp om hoër strome te ondersteun as wat u dink.

2. dink aan komponentplasing
Komponentuitleg is nog 'n belangrike oorweging in die hoë-stroom PCB-ontwerp. MOSFET's en soortgelyke komponente genereer baie hitte, daarom is dit belangrik om dit so geïsoleer van ander warm of temperatuursensitiewe kolle te hou. Dit is nie altyd maklik as u met verminderde vormfaktore hanteer word nie.
Versterkers en omsetters moet op 'n gepaste afstand van MOSFET's en ander verwarmingselemente gehou word. Alhoewel dit aanloklik kan wees om 'n hoë kragsone aan die rand te handhaaf, maak dit nie 'n eenvormige temperatuurverspreiding moontlik nie. In plaas daarvan word hulle in reguit lyne oor die hele bord geplaas om energie te behou, wat die hitte eweredig maak.
Deur eers die invloedrykste gebiede te benader, is dit makliker om die ideale komponente te bepaal. Bepaal eerstens die ideale ligging vir die hoë temperatuurkomponente. Sodra u weet waar u dit moet plaas, kan u die res gebruik om die leemtes in te vul.

3. OPTIMISEER
Net so vereis hoë huidige PCB's ook noukeurige termiese bestuur. Vir die meeste toepassings beteken dit om die interne temperatuur onder 130 grade Celsius te hou vir die glasoorgangstemperatuur van FR4 -laminate. Die optimalisering van komponentplasing sal help, maar u hitteminimaliseringstappe moet daar stop.
Natuurlike afkoeling van konveksie kan voldoende wees vir kleiner PCB's vir verbruikerselektronika, maar is moontlik nie voldoende vir hoër kragtoepassings nie. Meganiese verkoelers kan nodig wees. Aktiewe verkoeling soos waaiers of vloeibare verkoelingstelsels rondom die MOSFET's help ook. Sommige apparaatontwerpe is miskien nie groot genoeg om tradisionele verkoelers of aktiewe verkoeling te akkommodeer nie.
Vir kleiner, maar hoë werkverrigting PCB's, is hitte-verspreiding deur gate 'n nuttige alternatief. 'N Hoogs geleidende metaal met 'n reeks gate wat gegiet word, sal hitte van MOSFET's of soortgelyke komponente verwyder voordat dit meer sensitiewe gebiede bereik.

4. Gebruik die regte materiale
Materiaalkeuse sal baie voordeel trek uit die optimalisering van termiese bestuur en om te verseker dat komponente hoër strome kan weerstaan. Dit geld vir PCB -komponente en substrate.
Alhoewel FR4 die algemeenste substraat is, is dit nie altyd die beste keuse vir hoëstroom PCB-ontwerpe nie. Metaal-kern PCB's kan ideaal wees omdat dit die isolasie en koste-effektiwiteit van substraat soos FR4 balanseer met die sterkte en temperatuurverplasing van hoogs geleidende metale. Alternatiewelik maak sommige vervaardigers spesiale hittebestande laminate wat u kan oorweeg.
Weereens moet u slegs komponente met hoë termiese weerstandswaardes gebruik. Soms beteken dit die keuse van materiale wat meer hittebestand is, terwyl dit in ander gevalle beteken om dikker komponente van dieselfde materiaal te gebruik. Watter opsie die beste is, hang af van u PCB -grootte, begroting en beskikbare verskaffers.

5. Bevat die kwaliteitskontroleproses
Die betroubaarheid van hoëstroom PCB's is ook 'n kwessie van foute in die produksie. As die vervaardigingsproses nie defekte kan vind en aanspreek wat die voordele daarvan vergoed nie, sal die bogenoemde vier ontwerpkeuses nie veel verbetering oplewer nie. Meer betroubare kwaliteitskontroles vir prototipe -iterasies is ook belangrik.
Die gebruik van die regte instrumente om die kwaliteit van 'n PCB te evalueer, is een van die belangrikste oorwegings in die veld. Digitale optiese vergelykers as sjablone en bedekkings is beter as tradisionele metodes, aangesien dit mettertyd strek en verdraai, wat die betroubaarheid daarvan belemmer. U moet ook gereedskap oorweeg wat maklik is om te outomatiseer om die risiko van menslike foute te verminder.
Ongeag die spesifieke metodes en tegnieke wat u gebruik, is van kritieke belang om alle defekte op te spoor. Met verloop van tyd kan hierdie gegewens neigings openbaar in die opkoms van probleme, wat meer betroubare PCB -ontwerpveranderings bied.

6. Vervaardigbaarheid ontwerp
'N Soortgelyke, maar dikwels misgekykte faktor in hoëstroom-PCB-ontwerp is om die vervaardiging van die vervaardiging te verseker. As produksiefoute so gereeld voorkom dat die toestel selde aan die spesifikasies op papier voldoen, maak dit nie saak hoe betroubaar die PCB in teorie is nie.
Die oplossing is om te ingewikkelde of ingewikkelde ontwerpe soveel as moontlik te vermy. Hou u vervaardigingsproses in gedagte wanneer u hoëstroom-PCB's ontwerp, in ag genome hoe hierdie werkvloei dit kan produseer en watter probleme kan opduik. Hoe makliker u foutvrye produkte kan maak, hoe meer betroubaar sal dit wees.
Hierdie stap verg noue samewerking met die belanghebbendes van die produksie. As u nie die vervaardiging van die huis hanteer nie, betrek u produksievennote by die ontwerpfase om hul insette oor moontlike vervaardigbaarheidskwessies te kry.

7. Gebruik tegnologie tot u voordeel
Nuwe beplannings- en produksietegnieke kan die balansering van hierdie oorwegings vergemaklik. 3D -drukwerk stel meer ontwerpbuigsaamheid bekend om meer ingewikkelde PCB -uitlegte sonder produksiefoute te ondersteun. Die akkuraatheid daarvan stel u ook in staat om te verseker dat die koperbedrading 'n kromme volg eerder as 'n regte hoek om die lengte daarvan te verminder en kragverbruik te verminder
Kunsmatige intelligensie is 'n ander tegnologie wat die moeite werd is om te ondersoek. AI PCB -instrumente kan outomaties komponente plaas of potensiële ontwerpprobleme uitlig om te voorkom dat foute in die regte wêreld verskyn. Soortgelyke oplossings kan verskillende toetsomgewings simuleer om die werkverrigting van PCB's te evalueer voordat fisiese prototipes vervaardig word.

Hoë huidige PCB -ontwerp vereis versigtig
Die ontwerp van 'n betroubare PCB met 'n hoë stroom is nie maklik nie, maar dit is nie onmoontlik nie. As u hierdie sewe stappe volg, kan u u ontwerpproses optimaliseer om doeltreffender hoë-kragtoestelle te skep.
Namate die industriële internet van dinge groei, sal hierdie oorwegings nog belangriker word. Om hulle nou te omhels, sal die sleutel tot voortgesette sukses in die toekoms wees.