大功率PCB的设计

与 PCB 设计过程一样令人着迷和具有挑战性的是，采取所有必要的预防措施以确保电路正常运行非常重要，尤其是在处理高功率 PCB 时。随着电子设备的尺寸不断缩小，电源和热管理等设计方面必须得到应有的考虑。本文将介绍设计人员在设计适合支持高功率应用的 PCB 时可以遵循的一些指南。

原则上，轨道越长，其阻力越大，散热量越大。由于目标是最小化功率损耗，为了确保电路的高可靠性和耐用性，建议使传导高电流的走线尽可能短。要正确计算轨道的宽度，知道可以通过它的最大电流，设计人员可以依靠 IPC-2221 标准中包含的公式，或使用在线计算器。

至于走线厚度，标准 PCB的内层典型值约为 17.5 µm (1/2 oz/ft 2 )，外层和接地层约为 35 µm (1 oz/ft 2 ) . 大功率 PCB 通常使用较厚的铜来减少相同电流的走线宽度。这减少了 PCB 上走线占用的空间。较厚的铜厚度范围为 35 至 105 µm（1 至 3 oz/ft 2），通常用于大于 10 A 的电流。较厚的铜不可避免地会产生额外的成本，但有助于节省卡上的空间，因为粘度更高，所需的轨道宽度要小得多。

电路板布局应从 PCB 开发的早期阶段开始考虑。适用于任何大功率 PCB 的一个重要规则是确定电源所遵循的路径。流经电路的功率的位置和数量是评估 PCB 需要消散的热量的重要因素。影响印刷电路板布局的主要因素包括：

• 流经电路的功率电平；
• 电路板工作的环境温度；
• 影响电路板的气流量；
• 用于制造PCB的材料；
• 填充电路板的组件的密度。

尽管对于现代机械，这种需求不那么迫切，但在改变方向时，建议避免直角，而是使用 45° 角或曲线，如图 1 所示。

图 1：PCB 上一个角的布线