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小小PCB，如何承受100A电流？
# x0 h' ]7 l, T4 k$ [! u通常的PCB设计电流都不会超过10A，甚至5A。尤其是在家用、消费级电子中，通常PCB上持续的工作电流不会超过2A。但是最近要给公司的产品设计动力走线，持续电流能达到80A左右，考虑瞬时电流以及为整个系统留下余量，动力走线的持续电流应该能够承受100A以上。
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那么问题就来了，怎么样的PCB才能承受住100 A的电流？ : [2 V: u% y& @+ ?, d! E
方法一：PCB上走线
* w# p& Y4 t5 F! ` E要弄清楚PCB的过流能力，我们首先从PCB结构下手。
: K7 @9 {( V# i7 n+ G$ G7 W以双层PCB为例，这种电路板通常是三层式结构：铜皮、板材、铜皮。
6 \; j z+ a' t6 j6 O5 V K/ ?& N铜皮也就是PCB中电流、信号要通过的路径。 根据中学物理知识可以知道一个物体的电阻与材料、横截面积、长度有关。
% [( d+ D; @; ^& K由于我们的电流是在铜皮上走，所以电阻率是固定的。横截面积可以看作铜皮的厚度，也就是PCB加工选项中的铜厚。
2 n8 @6 x4 U j 通常铜厚以OZ来表示，1OZ的铜厚换算过来就是35 um，2OZ是70um，依此类推。 那么可以很轻易地得出结论：在PCB上要通过大电流时，布线就要又短又粗，同时PCB的铜厚越厚越好。
3 d, J, g. W" S$ d* n( I5 B; ^$ I 实际在工程上，对于布线的长度没有一个严格的标准。工程上通常会用：铜厚/温升/线径，这三个指标来衡量PCB板的载流能力。' v8 i" n# J$ J) a$ d4 {
以下两个表可以参考： 从表中可以大约知道1OZ铜厚的电路板，在10℃温升时，100mil (2.5mm) 宽度的导线能够通过4.5A的电流。 6 O1 K6 U: Y; x
并且，随着宽度的增加，PCB载流能力并不是严格按照线性增加，而是增加幅度慢慢减小，这也是和实际工程里的情况一致。
. g2 G- U$ o# s2 m如果提高温升，导线的载流能力也能够得到提高。
" K1 ^1 M+ e/ P' ?' D 通过这两个表，能得到的PCB布线经验是：增加铜厚、加宽线径、提高PCB散热能够增强PCB的载流能力。
0 e& |# L, [" U" G* t0 x& w4 y3 V那么如果要走100A的电流，可以选择4OZ的铜厚，走线宽度设置为15mm，双面走线，并且增加散热装置，降低PCB的温升，提高稳定性。
$ W6 h1 K& }+ e8 {: L! f方法二：接线柱线柱 2 m. P- G# _9 d& Q# y
除了在PCB上走线之外，还可以采用接线柱的方式走线。
+ m( `9 [; s! R9 z1 S0 \! ?在PCB上或产品外壳上固定几个能够耐受100A的接线柱如：表贴螺母、PCB接线端子、铜柱等。
! t R( L( x. r% G然后采用铜鼻子等接线端子将能承受100A的导线接到接线柱上。
! z: L, C$ I- m0 X这样大电流就可以通过导线来走。
& ~) F! L( h7 ?2 y/ I1 i q2 `方法三：定做铜排
- V2 U, u. {7 [. V' L甚至，还可以定做铜排。
% @% P0 \; h" A% g# G8 f使用铜排来走大电流是工业上常见的做法，例如变压器，服务器机柜等应用都是用铜排来走大电流。
; h+ @+ ]/ \( v1 O 附铜排载流能力表： # D2 R2 l3 K, s, _' I1 T8 v
7 Y' `5 f6 D( m. p6 y4 b方法四：特殊工艺 另外还有一些比较特殊的PCB工艺，国内不一定能找得到加工的厂家。
* d! M8 G" G: W9 J7 J! y% K例如英飞凌就有一种PCB，采用3层铜层设计，顶层和底层是信号布线层，中间层是厚度为1.5mm的铜层，专门用于布置电源，这种PCB可以轻易做到小体积过流100A以上。 ; S/ B: ~$ g* `! R9 y0 S# k; l( E* @+ E/ r
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发表于 2022-6-1 16:27
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