Estoy trabajando en un diseño de PCB para dos interruptores de lado alto. Puede ver a continuación una imagen de mi diseño actual.
El peso de cobre de la futura PCB probablemente será de 2 oz / ft² (doble cara). Yo uso dos canales P MOSFET (IPB180P04P4). Espero 10 Amps para el MOSFET a la derecha (elijo estar muy cerca de la huella mínima, Pd aproximadamente 0.2 W) y 15 Amps (U2, pico a 30 Amps, Pd aproximadamente 0.45 W, máximo 1.8 W) para el MOSFET a la izquierda (U1, 8 cm² de cobre).
IC1 es un sensor de corriente.
Los bloques de terminales (U15, U16) son de este tipo: WM4670-ND en Digikey .
Para sacar tanta corriente sobre este tipo de PCB, una de las calculadoras en línea me dijo que necesitaba trazas de 20 mm. Para ahorrar algo de espacio, decidí dividir este gran rastro en dos trazos (uno en la parte superior, uno en la parte inferior). Conecto ambas trazas con un patrón de vías (tamaño de taladro de 0,5 mm en una cuadrícula de 2x2 mm²). No tengo ninguna experiencia en este tipo de diseño, así que miré otras tablas y tomé una dimensión que me pareció justa. ¿Es a través del patrón el camino correcto?
Bajo los MOSFET, utilizo el mismo tipo de patrón pero con un taladro más pequeño de 0,3 mm para hacer la unión térmica. ¿La soldadura fluirá mejor con este tamaño? Ninguna de las vías está llena hasta ahora ...
También estoy pensando en no tener ninguna máscara de soldadura en estos rastros, eso sería aplicar algo de soldadura en el cobre.
También estoy preocupado por los pads de los MOSFET. Elegí no cubrirlos con cobre. Pensé que el dispositivo podría centrarse de esta manera, pero eso probablemente podría aumentar la resistencia ...
¡No dudes en comentar el diseño!
Gracias !
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Mejoro ligeramente el diseño. Agregué más vias debajo de las almohadillas térmicas de los MOSFET. Hay algo de cobre desnudo debajo de los MOSFET (si quiero agregar un disipador de calor en el futuro).
Por favor, siéntase libre de comentar! Gracias de antemano !
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Una nueva actualización de este diseño. Aumenté el área de cobre alrededor de los cables de los MOSFET. Eso debería disminuir la resistencia de estos rastros.
Agregué más vías entre las capas superior e inferior para mejorar la distribución actual en estas capas.
Le pregunté al fabricante si podría haber conectado las vías debajo de los dispositivos para mejorar la disipación de calor. Me dijo que eso era valioso.
No creo que cambie nada más. Esa fue mi mejor conjetura, así que puedo intentarlo si nadie tiene ningún comentario.
Respuestas:
Tengo curiosidad por saber cómo obtuvo sus números de disipación de potencia. Mirando la hoja de datos, parece que son las 10 a.m. 200 mW (aumento de temperatura de 12 grados), 30 amperios, 2.5 W con un aumento de temperatura de 90 grados (dado el Rthja de 40 grados / W, que parece ser cierto incluso si tiene 6 cm ^ 2 del área de PCB).
Dicho esto, si desea extraer mucho calor de sus FET, puede perforar un orificio pasante plateado de .250 "debajo de ellos y luego usar una bala de cobre que se extiende a través del orificio y hace contacto con la parte posterior del paquete. También podría pegar un disipador de calor en la parte superior, pero no es tan efectivo tratar de llevar a cabo el caso.
Para sus preguntas de diseño, parece una traza de 6mil para todos los leads de origen. Esa sería una mala elección a 30 A, en comparación, mire dentro de un fusible de 30 A :-) Lo que significa es que obtendrá un poco de calentamiento en ese rastro. Cualquiera que sea el ancho de traza que elija, haga el cálculo en el nivel de cobre elegido y use la resistencia al cuadrado x actual para calcular cuántos vatios se disipará esa traza.
No necesita todas las vías que tiene en el teclado. 5 sería suficiente para conectar térmicamente de arriba a abajo. He visto personas que solo usan uno, pero en ese caso confías mucho en la placa del agujero.
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Podría considerar quitar la máscara de soldadura sobre las trazas de alta corriente y permitir que el recubrimiento de hasl los espese un poco (¿y posiblemente llene las vías?).
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Considere usar una placa de sustrato de aluminio si necesita tanta potencia de enfriamiento. Esa es una gran cantidad de vías térmicas, no creo que muchas tiendas de prototipos lo hagan sin un cargo adicional de perforación.
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