Bármely PCB megtervezése kihívást jelent, különösen mivel az eszközök egyre kisebbek lesznek. A nagyáramú PCB-kialakítás még bonyolultabb, mivel ugyanolyan akadályokkal rendelkezik, és további egyedi tényezőket igényel, amelyeket figyelembe kell venni.
A szakértők azt jósolják, hogy a nagy teljesítményű eszközök iránti kereslet valószínűleg növekszik az ipari tárgyak internete két számjegyű éves növekedési ütemének elérésére 2030-ra. Itt van hét lépés a PCB tervezésének optimalizálására a magas áramú elektronikában e tendencia érdekében.

1. Biztosítsa a megfelelő kábelméretet
A vonalméret az egyik legfontosabb tervezési szempont a nagy áramú PCB -k esetében. A rézvezetékek általában miniatürizálódtak a kompaktabb mintákhoz, de ez nem működik magasabb áramokon. Egy kis keresztmetszet energiaveszteséghez vezethet a hőeloszlás révén, így megfelelően nagy pályára van szükség.
Megváltoztathatja a huzal keresztmetszeti területét két tényező beállításával: a huzal szélességét és a réz vastagságát. E kettő kiegyensúlyozása az energiafogyasztás csökkentésének és az ideális PCB méretének fenntartásának kulcsa.
Használja a NYÁK LINE szélességű számológépét, hogy megtanulja, mely szélesség és vastagság támogatja a készülékhez szükséges áram típusát. Ha ezeket az eszközöket használja, vigyázzon a vezetékméret megtervezésére, hogy támogassa a magasabb áramokat, mint gondolnád.

2.Az alkotóelemek elhelyezése
Az alkatrészek elrendezése egy másik kulcsfontosságú szempont a nagyáramú NYÁK kialakításában. A MOSFET-ek és a hasonló alkatrészek sok hőt generálnak, ezért fontos, hogy a lehető legszigetelőbb vagy hőmérséklet-érzékeny foltoktól is elszigetelten tartsák őket. Ez nem mindig könnyű, ha a csökkentett forma tényezőkkel foglalkozik.
Az erősítőket és az átalakítókat megfelelő távolságra kell tartani a MOSFET -től és más fűtési elemektől. Noha kísértés lehet a nagy teljesítményzóna fenntartása a szélén, ez nem teszi lehetővé az egységes hőmérsékleti eloszlást. Ehelyett egyenes vonalakba helyezik őket az egész táblán, hogy megőrizzék az energiát, ami a hőt egyenletesebbé teszi.
A legbefolyásosabb területek előbb megközelítésével könnyebb meghatározni az ideális alkatrészeket. Először határozza meg a magas hőmérsékletű alkatrészek ideális helyét. Miután megtudta, hová helyezze őket, a többi felhasználhatja a hiányosságokat.

3.A hőeloszláskezelés optimalizálása
Hasonlóképpen, a nagy áramú PCB -k gondos hőkezelést igényelnek. A legtöbb alkalmazás esetében ez azt jelenti, hogy a belső hőmérsékletet 130 Celsius fok alatt kell tartani az FR4 laminátumok üvegátmeneti hőmérséklete esetén. Az alkatrészek elhelyezésének optimalizálása segít, de a hő minimalizálási lépéseinek itt meg kell állniuk.
A természetes konvekciós hűtés elegendő lehet a kisebb fogyasztói elektronikai PCB -k számára, de lehet, hogy nem elegendő a magasabb teljesítményű alkalmazásokhoz. Mechanikus radiátorokra lehet szükség. Az aktív hűtés, például a ventilátorok vagy a MOSFET körüli folyadékhűtési rendszerek szintén segítenek. Előfordulhat, hogy egyes eszköztervek nem elég nagyok ahhoz, hogy befogadják a hagyományos radiátorokat vagy az aktív hűtést.
A kisebb, de nagy teljesítményű PCB-k esetében a lyukakon keresztüli hőeloszlás hasznos alternatíva. Egy nagyon vezetőképes fém, amelynek sorozata öntött lyukakkal, eltávolítja a hőt a MOSFET -ekből vagy hasonló alkatrészekből, mielőtt eléri az érzékenyebb területeket.

4. Használja a megfelelő anyagokat
Az anyagválasztás nagy előnyökkel jár a hőgazdálkodás optimalizálásakor és annak biztosításakor, hogy az alkatrészek ellenálljanak a magasabb áramoknak. Ez vonatkozik a PCB komponensekre és szubsztrátokra.
Noha az FR4 a leggyakoribb szubsztrát, ez nem mindig a legjobb választás a nagyáramú PCB-tervekhez. A fémmagos PCB-k ideálisak lehetnek, mivel egyensúlyba hozzák a szubsztrátok, például az FR4 szigetelését és költséghatékonyságát, az erősen vezetőképes fémek szilárdságával és hőmérsékletének elmozdulásával. Alternatív megoldásként egyes gyártók speciális hőálló laminátumokat készítenek, amelyeket figyelembe vehet.
Ismét csak a nagy hőállóság értékekkel rendelkező alkatrészeket kell használni. Időnként ez azt jelenti, hogy olyan anyagokat választunk, amelyek hőállóbbak, míg más esetekben ez azt jelenti, hogy ugyanazon anyag vastagabb alkatrészeit használják. Az, hogy melyik opció a legjobb, az a PCB méretétől, költségvetésétől és a rendelkezésre álló beszállítóktól függ.

5. Hajtsa be a minőség -ellenőrzési folyamatot
A nagyáramú PCB-k megbízhatósága szintén a termelés hibáinak megtalálása. Ha a gyártási folyamat nem találja meg és kezelje azokat a hibákat, amelyek ellensúlyozzák annak előnyeit, akkor a fenti négy tervezési választás nem eredményez sok javulást. A prototípus iterációk megbízhatóbb minőségi ellenőrzése szintén fontos.
A megfelelő eszközök használata a PCB minőségének értékeléséhez az egyik legfontosabb szempont a terepen. A digitális optikai összehasonlítók sablonokként és burkolatokként felülmúlják a hagyományos módszereket, amikor az idő múlásával nyújtanak és torzulnak, akadályozva azok megbízhatóságát. Fontolnia kell az olyan eszközöket is, amelyek könnyen automatizálhatók az emberi hiba kockázatának minimalizálása érdekében.
Az Ön által alkalmazott konkrét módszerektől és technikáktól függetlenül, az összes hiba nyomon követése kritikus jelentőségű. Az idő múlásával ezek az adatok feltárhatják a problémák kialakulásának tendenciáit, megbízhatóbb PCB -tervezési változásokat biztosítva.

6. Manufactabable Design
A nagyáramú PCB-kialakítás hasonló, de gyakran figyelmen kívül hagyott tényezője biztosítja a gyártás egyszerűségét. Ha a termelési hibák annyira gyakoriak, hogy az eszköz ritkán felel meg a papíron lévő előírásoknak, akkor nem számít, mennyire megbízható a PCB elméletileg.
A megoldás az, hogy a lehető legnagyobb mértékben elkerüljük a túlságosan összetett vagy bonyolult mintákat. A nagyáramú PCB-k tervezésekor tartsa szem előtt a gyártási folyamatot, figyelembe véve, hogy ezek a munkafolyamatok hogyan hozhatják létre őket, és milyen problémák merülhetnek fel. Minél könnyebbé teheti a hibamentes termékeket, annál megbízhatóbb lesz.
Ez a lépés szoros együttműködést igényel a termelési érdekelt felekkel. Ha nem kezeli a házon belüli gyártást, vonja be a termelési partnereket a tervezési szakaszba, hogy megkapja a potenciális gyárthatósági problémákhoz való hozzájárulást.

7. Használja a technológiát az Ön előnyeire
Az új tervezési és gyártási technikák megkönnyíthetik ezen megfontolások kiegyensúlyozását. A 3D -s nyomtatás nagyobb tervezési rugalmasságot vezet be, hogy támogassa a bonyolultabb PCB -elrendezéseket termelési hibák nélkül. Pontossága azt is lehetővé teszi, hogy biztosítsa, hogy a rézvezetékek inkább egy görbét követjenek, mint a jobb szöget, hogy csökkentsék a hosszát és minimalizálják az energiafogyasztást
A mesterséges intelligencia egy másik technológia, amelyet érdemes megvizsgálni. Az AI PCB eszközök automatikusan elhelyezhetik az alkatrészeket vagy kiemelhetik a lehetséges tervezési problémákat, hogy megakadályozzák a hibák megjelenését a való világban. Hasonló megoldások szimulálhatják a különböző tesztkörnyezeteket a PCB -k teljesítményének értékelésére, mielőtt fizikai prototípusokat készítenek.

A nagy áramú PCB -kialakítás óvatosságot igényel
A megbízható, nagyáramú PCB tervezése nem könnyű, de nem lehetetlen. A hét lépés követése elősegíti a tervezési folyamat optimalizálását a hatékonyabb nagy teljesítményű eszközök létrehozása érdekében.
Ahogy az ipari tárgyak internete növekszik, ezek a megfontolások még fontosabbá válnak. A jövőben a folyamatos siker kulcsa lesz.