你的PCB着火了：PCB设计之热管理

Pcbbar · 发表于 2020-10-15 12:02:14

你的PCB着火了：pcb设计之热管理

我记得第一次（也是唯一的一次）我的一个电路着火了。它从电阻开始噗的一声冒烟并迅速传播到附近的电容。幸运的是，破坏很小，大部分元件都可以挽救。也许你会问为什么会这样？是不是发生了短路？其实很简单，我没有考虑PCB上的高电流。我记得那是我刚参加工作的时候，在某研究所为船舶用高压共轨电喷系统开发电控单元和喷嘴驱动系统。着火部位位于继电器开关的MOS管驱动电路。幸亏当时我是在面包板上搭建驱动模块，其中选用的一个电阻功率不够。我需要一个1到2瓦的大个电阻，结果当时手头没有，就随便拿了个常用的四分之一瓦同样阻值电阻试试。结果一上电就噗的一声烧黑掉了！吓死人啊亲娘的，非常感谢当时的领导，和蔼可亲地说：“没关系，你们电子专业可以大胆尝试，允许犯错，不断改进。不像我们是机械和内燃机专业，多人大系统，犯错成本高，改动不方便。”这种鼓励是跨行业领导的魅力，闪闪发光！

言归正传。随着电子产品继续小型化，随着更多功能被装入更小的设备，这些系统的散热需求也随之增加。在高电流下工作的PCB尤其如此。特别是负载重的电源系统，例如电动汽车中使用的锂离子电池，需要集成在PCB上的电源管理系统。以及大电流的驱动电路，都需要着重考虑散热。设计师需要实施创意策略来管理大电流PCB中产生的热量。

承载大电流的电路中功耗损失所产生的热量应梳离发热器件以对抗温升。大家都可能熟悉电脑处理器上使用的风扇和散热片。这些措施都可以从电路板转移热量，并与流通的空气交换热量。但在某些PCB器件中，尤其是小尺寸器件，可能无法安装风扇或散热片。这就需要考虑其它的散热途径。

采用更厚的铜用于大电流

铜走线和过孔的电阻会导致基于PCB的器件发生显着的功率损耗和发热，特别是当它们承载大电流时。具有较大横截面积的电气连接具有较低的电阻，这减少了热量损失的量。

大多数PCB使用的铜量相当于约1盎司每平方英尺。当不方便使用风扇或散热片的时候，可以采取增加铜厚的方式。一个高电流的PCB应该使用至少两倍的铜量。工作电流超过10安培的电路应该高达3或4盎司每平方英尺。

PCB板的铜厚都是用oz来计算，1oz意思是1平方英尺的面积上平均铜箔的重量在28.35g，oz是单位ounce的缩写，音译为“盎司”，它是英制计量单位，作为重量单位时也称为英两。它是用单位面积的重量来表示铜箔的平均厚度。用公式来表示即，1OZ=28.35g/ FT2。

重量单位：1oz=28.35g(克） 1盎司=16打兰（dram） 16盎司=1磅（pound）

换算方法介绍：铜箔的重量除以铜的密度和表面积即为铜箔厚度。

1平方英尺=929.0304平方厘米，铜密度=8.9kg/dm^3

设Copper厚为X，解方程：

X*929.0304平方厘米*8.9克/立方厘米=1oz=28.35克 X=0.0034287厘米=34.287um

所以1oz=34.287um。1OZ铜箔的厚度约为35um或者1.35mil。

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复