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正弦波逆变器PCB设计铜铂厚度、线宽和电流关系解析

关于正弦波逆变器PCB线宽和电流的经历公式,联系表和软件网上都许多,本文把网上的整理了一下,旨在给广阔工程师(当然包含自己啦)在规划正弦波逆变器PCB板的时分供给便利。

以下总结了网上八种电流与线宽的联系公式,表和核算公式,尽管各不相同(大体相近),但我们可以在实践的正弦波逆变器PCB板规划中,归纳考虑正弦波逆变器PCB板的巨细,经过电流,挑选一个适宜的线宽。

一、正弦波逆变器PCB电流与线宽

正弦波逆变器PCB载流才能的核算一向缺少威望的技能办法、公式,经历丰富CAD工程师依托个人经历能作出较准确的判别。可是关于CAD新手,不可谓遇上一道难题。

正弦波逆变器PCB的载流才能取决与以下因素:线宽、线厚(铜箔厚度)、容许温升。我们都知道,正弦波逆变器PCB走线越宽,载流才能越大。假定在同等条件下,10MIL的走线能接受1A,那么50MIL的走线能接受多大电流,是5A吗?答案自然是否定的。请看以下来来自世界威望机构供给的数据:

供的数据:

线宽的单位是:Inch(1inch=2.54cm=25.4mm)

正弦波逆变器PCB设计铜铂厚度、线宽和电流关系解析

二、正弦波逆变器PCB规划铜铂厚度、线宽和电流联系

在了解正弦波逆变器PCB规划铜铂厚度、线宽和电流联系之前先让我们了解一下正弦波逆变器PCB 敷铜厚度的单位盎司、英寸和毫米之间的换算:"在许多数据表中,正弦波逆变器PCB 的敷铜厚度常常用盎司做单位,它与英寸和毫米的变换联系如下:
1 盎司 = 0.0014 英寸 = 0.0356 毫米(mm)
2 盎司 = 0.0028 英寸 = 0.0712 毫米(mm)
盎司是分量单位,之所以可以转化为毫米是由于正弦波逆变器PCB的敷铜厚度是盎司/平方英寸"

正弦波逆变器PCB规划铜铂厚度、线宽和电流联系表



也可以运用经历公式核算:0.15×线宽(W)=A

以上数据均为温度在25℃下的线路电流承载值.

导线阻抗:0.0005×L/W(线长/线宽)

电流承载值与线路上元器材数量/焊盘以及过孔都直接联系

别的 导线的电流承载值与导线线的过孔数量焊盘的联系

导线的电流承载值与导线线的过孔数量焊盘存在的直接联系(目前没有找到焊盘和过孔孔径每平方毫米对线路的承载值影响的核算公式,有心的朋友可以自己去找一下,个人也不是太清楚,不在阐明)这里只做一下简单的一些影响到线路电流承载值的主要因素。

1、在表格数据中所列出的承载值是在常温25度下的最大可以接受的电流承载值,因此在实践规划中还要考虑各种环境、制作工艺、板材工艺、板材质量等等各种因素。所以表格供给仅仅做为一种参阅值。

2、在实践规划中,每条导线还会遭到焊盘和过孔的影响,如焊盘教多的线段,在过锡后,焊盘那段它的电流承载值就会大大添加了,可能许多人都有看过一些大电流板中焊盘与焊盘之间某段线路被焚毁,这个原因很简单,焊盘由于过锡完后由于有元件脚和焊锡增强了其那段导线的电流承载值,而焊盘与焊盘之间的焊盘它的最大电流承载值也就为导线宽度答应最大的电流承载值。因此在电路瞬间动摇的时分,就很简单烧断焊盘与焊盘之间那一段线路,解决办法:添加导线宽度,如板不能答应添加导线宽度,在导线添加一层Solder层(一般1毫米的导线上可以添加一条0.6左右的Solder层的导线,当然你也添加一条1mm的Solder层导线)这样在过锡往后,这条1mm的导线就可以看做一条1.5mm~2mm导线了(视导线过锡时锡的均匀度和锡量),如下图:


像此类处理办法关于那些从事小家电正弦波逆变器PCB Layout的朋友并不生疏,因此如果过锡量够均匀也锡量也够多的话,这条1mm导线就不止可以看做一条2mm的的导线了。而这点在单面大电流板中有为重要。

3、图中焊盘周围处理办法同样是添加导线与焊盘电流承载才能均匀度,这个特别在大电流粗引脚的板中(引脚大于1.2以上,焊盘在3以上的)这样处理是十分重要的。由于如果焊盘在3mm以上管脚又在1.2以上,它在过锡后,这一点焊盘的电流就会添加好几十倍,如果在大电流瞬间发作很大动摇时,这整条线路电流承载才能就会十分的不均匀(特别焊盘多的时分),依然很简单形成焊盘与焊盘之间的线路烧断的可能性。图中那样处理可以有用分散单个焊盘与周边线路电流承载值的均匀度。

最终再次阐明:电流承载值数据表仅仅一个必定参阅数值,在不做大电流规划时,按表中所供给的数据再添加10%量就必定可以满足规划要求。而在一般单面板规划中,以铜厚35um,根本可以于1比1的份额进行规划,也就是1A的电流可以以1mm的导线来规划,也就可以满足要求了(以温度105度核算)。

三、正弦波逆变器PCB规划时铜箔厚度,走线宽度和电流的联系

信号的电流强度。当信号的均匀电流较大时,应考虑布线宽度所能承载的的电流,线宽可参阅以下数据:

正弦波逆变器PCB规划时铜箔厚度,走线宽度和电流的联系

不同厚度,不同宽度的铜箔的载流量见下表:

注:

i. 用铜皮作导线经过大电流时,铜箔宽度的载流量应参阅表中的数值降额50%去挑选考虑。

ii. 在正弦波逆变器PCB规划加工中,常用OZ(盎司)作为铜皮厚度的单位,1 OZ铜厚的界说为1 平方英尺面积内铜箔的分量为一盎,对应的物理厚度为35um;2OZ铜厚为70um。

摘自:华为正弦波逆变器PCB布线规范内部资料 P10

四、如何断定大电流导线线宽

五 利用正弦波逆变器PCB的温度阻抗核算软件核算(核算线宽,电流,阻抗等)正弦波逆变器PCBTEMP

顺次填入Location (External/Internal)导线在表面仍是在FR-4板内部、Temp 温度(Degree C)、Width线宽(Mil)、Thickness厚度(Oz/Mil),再点Solve即可求出经过的电流,也可以知道经过的电流,求线宽。十分便利。


可以看到同榜首种办法的成果差不多(20摄氏度,10mil线宽,也就是0.010inch线宽,铜箔厚度为1 Oz)

这个应该依据IPC-D-275规范核算得到的。关于IPC-D-275:
1998年,IPC-D-275改编为IPC-2221《印制板规划通用规范》及IPC-2222《刚性有机印制板规划分规范》。

IPC-2221 Generic Standard on Printed Board Design

《印制板规划通用规范》

下载:

IPC-2222 Sectional Standard on Rigid Organic Printed Boards

《刚性有机印制板规划分规范》

下载:(见原文)

六 经历公式

I=KT0.44A0.75
(K为批改系数,一般覆铜线在内层时取0.024,在外层时取0.048
T为最大温升,单位为摄氏度(铜的熔点是1060℃)
A为覆铜截面积,单位为平方MIL(不是毫米mm,留意是square mil.)
I为容许的最大电流,单位为安培(amp)
一般 10mil=0.010inch=0.254可为 1A,250MIL=6.35mm, 为 8.3A

七、某网友供给的核算办法如下

先核算track的截面积,大部分正弦波逆变器PCB的铜箔厚度为35um(不断定的话可以问正弦波逆变器PCB厂家)它乘上线宽就是截面积,留意换算成平方毫米。 有一个电流密度经历值,为15~25安培/平方毫米。把它称上截面积就得到通流容量。

八、 关于线宽与过孔铺铜的一点经历

我们在画正弦波逆变器PCB时一般都有一个知识,即走大电流的地方用粗线(比方50mil,乃至以上),小电流的信号可以用细线(比方10mil)。关于某些机电操控系统来说,有时分走线里流过的瞬间电流可以到达100A以上,这样的话比较细的线就必定会出问题。

一个根本的经历值是:10A/平方mm,即横截面积为1平方毫米的走线能安全经过的电流值为10A。如果线宽太细的话,在大电流经过期走线就会焚毁。当然电流焚毁走线也要遵循能量公式:Q=I*I*t,比方关于一个有10A电流的走线来说,突然呈现一个100A的电流毛刺,持续时间为us级,那么30mil的导线是必定可以接受住的。(这时又会呈现别的一个问题??导线的杂散电感,这个毛刺将会在这个电感的效果下产生很强的反向电动势,然后有可能损坏其他器材。越细越长的导线杂散电感越大,所以实践中还要归纳导线的长度进行考虑)

一般的正弦波逆变器PCB制作软件对器材引脚的过孔焊盘铺铜时往往有几种选项:直角辐条,45度角辐条,直铺。他们有何区别呢?新手往往不太介意,随便选一种,漂亮就行了。其实不然。主要有两点考虑:一是要考虑不能散热太快,二是要考虑过电流才能。

运用直铺的方法特点是焊盘的过电流才能很强,关于大功率回路上的器材引脚一定要运用这种方法。一同它的导热功能也很强,尽管作业起来对器材散热有优点,可是这关于电路板焊接人员却是个难题,由于焊盘散热太快不简单挂锡,常常需求运用更大瓦数的烙铁和更高的焊接温度,降低了出产功率。运用直角辐条和45角辐条会削减引脚与铜箔的接触面积,散热慢,焊起来也就简单多了。所以挑选过孔焊盘铺铜的衔接方法要依据运用场合,归纳过电流才能和散热才能一同考虑,小功率的信号线就不要运用直铺了,而关于经过大电流的焊盘则一定要直铺。至于直角仍是45度角就看漂亮了。

为什么提起这个来了呢?由于前一阵一向在研讨一款电机驱动器,这个驱动器中H桥的器材老是焚毁,四五年了都找不到原因。在一番辛苦之后总算发现:原来是功率回路中一处器材的焊盘在铺铜时运用了直角辐条的铺铜方法(并且由于铺铜画的欠好,实践只呈现了两个辐条)。这使得整个功率回路的过电流才能大打折扣。尽管产品在正常运用进程没有任何问题,作业在10A电流的情况下彻底正常。可是,当H桥呈现短路时,该回路上会呈现100A左右的电流,这两根辐条瞬时就烧断了(uS级)。然后呢,功率回路变成了断路,储藏在电机上的能量没有泻放通道就经过全部可能的途径发出出去,这股能量会焚毁测流电阻及相关的运放器材,击毁桥路操控芯片,并窜入数字电路部分的信号与电源中,形成整个设备的严峻损毁。整个进程就像用一根头发丝引爆了一个大地雷一样触目惊心。

那么,为什么在功率回路中的焊盘上只运用了两个辐条呢?为什么不让铜箔直铺过去呢?由于,出产部门的人员说那样的话这个引脚太难焊了!规划者正是听了出产人员的话,所以才...

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