PCB de alta corrente:a placa perfeita para aplicações de alta corrente

Vamos encarar! É frustrante ver seu circuito explodir ou funcionar mal, especialmente porque ele não consegue lidar com os requisitos atuais de certas aplicações. Então, a questão é; o que você pode fazer para evitar esses problemas de circuito irregular devido aos níveis de corrente variados? A resposta é simples; obter um PCB de alta corrente. No entanto, criar um não é tão fácil quanto fazer PCBs padrão.

Felizmente, você aprenderá a fazer um PCB de alta corrente e muito mais neste artigo.

Você está pronto? Vamos começar!

O que é um PCB de alta corrente?

Circuitos eletrônicos

Há uma ferramenta para cada tarefa ou aplicação – o mesmo vale para PCBs de alta corrente. Essas placas de circuito são as principais para aplicações de alta corrente.

Embora não haja uma definição específica para PCBs de alta corrente, podemos dizer que são circuitos que trabalham com componentes que produzem alta corrente.

Essas placas de alta corrente possuem recursos especializados que as tornam duráveis ​​e resilientes o suficiente para lidar com correntes além dos amplificadores regulares.

No entanto, esses circuitos podem apresentar problemas de projeto, especialmente para iniciantes. De fato, há várias coisas a serem observadas ao projetá-las. Se você não considerar esses fatores, acabará com falhas de projeto e operações de circuito defeituosas.

Parece difícil? Não se preocupe! Veremos o básico na próxima seção deste artigo.

Diretrizes de design de PCB de alta potência

Como mencionamos anteriormente, há várias coisas a serem consideradas ao projetar PCBs de alta corrente. Esses fatores são o básico que você precisa saber antes de iniciar seus projetos.

Agora, vamos dar uma olhada mais de perto nessas diretrizes de design.

1. Largura e espessura do traço

Rastreamento de PCB

O rastreamento de PCB é um aspecto essencial de qualquer projeto de PCB. Ele determina a resistência do seu circuito e o acúmulo de calor.

Na verdade, você começará com uma largura de traço padrão ao projetar uma nova PCB. No entanto, essa largura de rastreamento padrão não é adequada para um PCB de alta corrente. Portanto, você precisará ajustar a largura do traço de acordo com sua capacidade de carga atual.

Placas de alta corrente requerem traços menores. Esses rastreamentos ocupam menos espaço na placa e reduzem seu cluster de componentes. Por outro lado, a espessura do traço pode variar entre 35 a 50 mícrons se sua corrente de operação for superior a dez amperes.

Além disso, é normal obter cálculos imprecisos na primeira tentativa. E é porque muitos fatores determinam a largura do traço, incluindo espessura da camada de cobre, posição do traço, etc. Portanto, pode ser um processo complexo.

Felizmente, você pode facilitar as coisas com uma calculadora de largura de traço de PCB.

2. Você não precisa de máscaras de solda.

Máscara de solda

As máscaras de solda podem diminuir a capacidade atual de seus traços. Portanto, você precisará expor o cobre subjacente removendo suas máscaras de solda. Sem dúvida, isso ajudaria a aumentar a capacidade atual da sua placa.

Mas isso não é tudo. Remover máscaras de solda significa ter solda extra. Assim, você pode adicioná-los ao traço da placa para minimizar a resistência e aumentar a espessura.

Além disso, você não precisará aumentar a largura do traço ou gastar em espessura extra de cobre. Em vez disso, a solda ajudará a aumentar o fluxo de corrente.

3. Barras de cobre funcionam para correntes muito altas

Barras de cobre

Barras de cobre salvam o dia em aplicações onde os traços de cobre não são suficientes. Tais aplicações incluem inversores de alta potência ou outras aplicações que geram corrente além de 100A.

Na verdade, o uso de traços de cobre em tais circuitos pode causar colapsos graves. No entanto, os barramentos de cobre são mais duráveis ​​para transportar correntes e podem lidar com o calor. A melhor parte é; que você pode soldar essas barras em almofadas de PCB.

4. Isolar componentes sensíveis ao calor

Componentes sensíveis ao calor

Nem todos os componentes elétricos são tanques. Alguns são bastante sensíveis ao calor ou mudanças de temperatura.

Então, o que você pode fazer sobre esses componentes? Simples, você pode isolá-los termicamente. Mas, infelizmente, as placas de alta corrente têm tudo a ver com calor, e esses componentes não seriam uma ótima opção.

Além disso, o isolamento térmico inclui a adição de recortes de placa ou o uso de conexões de alívio térmico para suas placas.

5. Traços curtos funcionam melhor

Traços de PCB

Coloque, quanto mais longos seus traços, maior sua resistência. E quanto mais altos seus valores de resistência, mais poder você perderá.

Além disso, a perda de energia gera uma grande quantidade de calor, o que não é ótimo para a vida útil da placa. Portanto, você deve manter os traços para suas placas de alta corrente curtos.

6. Múltiplas Camadas e Traços? Use através da costura

Via PCB

Às vezes, um traço pode não ser suficiente para a corrente necessária. Essas situações acontecem quando sua placa tem apenas uma camada.

Curiosamente, você pode rotear seu rastreamento para várias camadas e aumentar a capacidade atual. Curiosamente, você pode usar a costura para vincular suas camadas. No entanto, certifique-se de que ambas as camadas tenham a mesma espessura de traço.

7. Camadas internas podem criar caminhos de alta corrente.

Você nem sempre pode ter espaço para traços grossos nas camadas externas do seu PCB. Mas você pode ter preenchimentos sólidos em sua camada de placa interna em tal situação.

Não se preocupe se você tiver dispositivos de alta corrente em suas camadas externas. Suas vias podem vinculá-las às suas camadas internas.

8. Componentes de alta corrente precisam de derrames de polígono.

Processador

Existem aplicações específicas como processadores e FPGAs que requerem alto fluxo de corrente. Portanto, para que esses aplicativos funcionem, você deve ativar o fluxo de alta corrente em seu PCB. Mas, na verdade, você pode fazer isso com despejos de polígonos.

De fato, você pode adicionar polígonos quadrados embaixo do seu chip e conectá-los com uma via. Em seguida, vincule o derramamento do polígono aos seus traços de energia espessos.

Dicas para melhorar a eficácia do layout do seu PCB de alta corrente

Criar um projeto de PCB de alta corrente bem-sucedido não é onde o trabalho termina. Você precisará melhorar o design do seu PCB e torná-lo ainda mais eficaz. Aqui estão algumas dicas:

Dica 1:traçados de ângulo reto não são eficazes

Evite posicionar seus traços em ângulos retos se desejar um design de PCB aprimorado. Por quê? Isso porque os traços em ângulo reto dificultam a uniformidade do traço.

Alternativamente, você pode posicionar seus traços em ângulos de 45 graus. Dessa forma, seus designs pareceriam espaçados e menos agrupados.

Dica 2:escolha a largura da linha com cuidado

Pode não parecer óbvio, mas a largura da linha também é essencial. Por esse motivo, você deve selecioná-lo com cuidado.

Uma largura de linha adequada suavizaria o fluxo de corrente, permitindo que seu PCB tivesse um desempenho mais eficaz.

Dica 3:O espaçamento é essencial! Use-o adequadamente

Sempre espace seus componentes corretamente. Não crie designs que agrupam seus componentes. Você estaria construindo um desastre.

Dica 4:evite usar uma posição de fiação entre as camadas

Lembre-se de manter suas posições de fiação entre suas camadas dinâmicas. A razão é simples. Várias camadas precisarão de direções diferentes. Assim, usar diferentes posições de fiação geraria melhores resultados.

Dica 5:sinta-se à vontade para fazer DIY!

O método padrão nem sempre é a melhor escolha. Assim, você sempre pode usar algum DIY para melhorar o layout do seu PCB. Afinal, criar um grande esquema requer o uso de todas as ferramentas à sua disposição.

Benefícios de PCBs de cobre pesado de alta corrente

PCBs de cobre pesado são excelentes para aplicações de alta corrente, e aqui está o porquê:

• PCBs de cobre pesado têm resistência térmica excepcional. Portanto, eles são mais adequados para aplicações de alta velocidade, alta frequência e temperaturas severas.

• PCBs de cobre pesado são bastante duráveis ​​com excelente resistência mecânica.

• A condutividade térmica também é um dos benefícios dos PCBs de cobre pesado. Esses PCBs oferecem propriedades eficazes de dissipador de calor.

• Você também pode obter recursos de dissipação de calor de PCBs de cobre pesados. Eles podem ajudar a combater o superaquecimento e evitar danos.

• Condutividade elétrica? Verificar! Placas de cobre pesadas são excelentes condutores que funcionam bem em eletrônica.

Considerações finais

Placa de circuitos impressos com componentes

Na verdade, você não pode construir aplicativos de alta corrente sem PCBs de alta corrente. PCBs padrão não podem lidar com o calor e acabariam queimados ou destruídos.

No entanto, essas placas de alta corrente possuem os recursos certos para lidar com aplicações que exigem alta corrente. Eles também têm durabilidade térmica suficiente para reter o calor gerado pelas altas correntes.

Então, você quer construir um PCB de alta corrente? Certifique-se de entrar em contato conosco.