大電流功率電路的PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)分享

今天和大家分享一下大電流功率信號(hào)的PCB設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)。在我們常規(guī)認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)中，可能大多數(shù)人一說模擬信號(hào)都是連續(xù)的小信號(hào)，如聲音信號(hào)。其實(shí)還有一種模擬信號(hào)需要我們關(guān)注，那就是大電流的功率電路中PCB設(shè)計(jì)時(shí)要注意。典型應(yīng)用是電源，電機(jī)等電流變換，或者帶大電流負(fù)載的場合。

要點(diǎn)1：什么樣的信號(hào)當(dāng)做功率信號(hào)處理?

一般功率信號(hào)都是相對(duì)于數(shù)字信號(hào)和模擬小信號(hào)而言的，比如常用的數(shù)字器件是邏輯芯片，MCU芯片，232收發(fā)器芯片，ADC芯片等等，這種耗電量都比較低，在設(shè)計(jì)時(shí)，基本上常規(guī)走線都可以滿足其電流消耗。功率電路都是電流比較大的電流路徑，沒有固定的規(guī)定要求，是一個(gè)相對(duì)概念，一般需要硬件工程師來評(píng)估，給大家一個(gè)參考，就是我個(gè)人習(xí)慣于歸類將信號(hào)0.5-1A的信號(hào)的，參照功率路徑簡單處理。電流大于1A的，按照功率信號(hào)處理，而超出1A越大，需要考慮的因素就要更多一些，處理的手段也就要多一些。

要點(diǎn)2：大電流功率信號(hào)走線要注意什么?如何處理?

首先，由于大電流的存在，導(dǎo)致功率地在流經(jīng)大電流時(shí)會(huì)有擾動(dòng)，其次，在大電流的變化過程中，很容易產(chǎn)生EMC干擾輻射。因此在大電流的PCB設(shè)計(jì)時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：

(1)大電流路徑和小信號(hào)，數(shù)字器件盡量分開布局，避免相互干擾。

(2)在PCB走線時(shí)，盡量不要把大電流路徑和數(shù)字信號(hào)交叉走線，避免相互干擾。尤其是模擬采集ADC這種信號(hào)，要盡量遠(yuǎn)離大電流的路徑范圍。

(3)大電流路徑盡量用鋪實(shí)心銅處理，一是電流載流量比較大，二是會(huì)有比較好的散熱效果，三是避免走線阻抗大，有較大電壓降落在走線上。

(4)注意大電流產(chǎn)生的熱量，熱量的累積會(huì)產(chǎn)生器件損壞，產(chǎn)品損壞，大電流的功率路徑更是要小心，一般會(huì)大面積鋪銅(銅皮是很好的熱導(dǎo)體)，多打過孔(要盡量連接銅皮或者散熱焊盤，越大的孔散熱越好，但是不要使用機(jī)械孔)，把外部阻抗焊層挖開，讓銅皮直接裸露，在PCB設(shè)計(jì)散熱區(qū)域使用散熱片等方式，來加快散熱。

(5)在布局是要考慮，大電流的EMC輻射問題，要注意隔離和屏蔽大電流開關(guān)過程中對(duì)周圍的輻射。因此大電流路徑盡量短，而且要仔細(xì)規(guī)劃路徑，遠(yuǎn)離易受干擾的器件(信號(hào)干擾和熱影響)放置。

審核編輯：湯梓紅