Cómo transportar alta corriente en PCB

27

Necesito pasar corriente alta en alguna parte de mi circuito. Utilicé una calculadora de ancho de vía de PCB en línea para ver que el ancho de pista requerido es de aproximadamente 5 mm y el espacio libre mínimo es de 1 mm, lo que hace que sea de aproximadamente 7 mm de ancho en total solo para una pista. Necesito varias de estas pistas de transporte de alta corriente en mi PCB que consumirán demasiado espacio para permitirse.

Estoy pensando en soldar cables de cobre en el lado superior de la PCB que serán paralelos a las pistas finas y simbólicas en el lado inferior. Pero me gustaría saber si hay una forma más profesional de superar este problema.

hkBattousai
fuente
Las respuestas de stevenvh y Olin Lathrop son muy directas. La misma área de sección transversal, con mayor grosor o altura, ocuparía un ancho menor.
Siempre confundido
Pero, ¿cuáles serían las características de la junta? ¿Cuánto tablero grueso o delgado se debe elegir?
Siempre confundido
¿Existe la posibilidad de doblar la placa al calentarla debido a un efecto de "tira bimetálica"?
Siempre confundido
También otro punto, la alta corriente también significa el requisito de mayor voltaje. Por lo tanto, hay una mayor probabilidad de chispas, fugas, cortocircuitos, etc. Por lo tanto, deben evitarse.
Siempre confundido
@ Siempre confundido, ¿cómo hay un requisito de mayor voltaje? Si OP está ejecutando 5V @ 12A (lo que requeriría un seguimiento de ~ 4.62 mm @ 2oz), es 5V ... no hay necesidad repentina de aumentar el voltaje. Si OP tiene espacio para hacerlo en cualquiera de los extremos, podrían aumentar el voltaje en la fuente y luego descender en el destino para reducir los requisitos de corriente ... pero la alta corriente no necesita, en sí misma, un alto voltaje de ninguna manera significativa.
Doktor J

Respuestas:

20

Varias barras de bus de PCB de alta corriente están disponibles de varios proveedores, tales como:

http://www.espbus.com

Y son una solución ideal. Una búsqueda rápida de "barras de bus de PCB" arrojará una serie de proveedores.

Leon Heller
fuente
1
El segundo enlace está muerto.
Bradman175
-1, todos los enlaces están muertos
duedl0r
Un enlace fijo.
Leon Heller
28

No he visto a nadie más mencionar la temperatura.

¿Quizás dejó el aumento predeterminado de 10 grados en la calculadora en línea?

Eso es bastante conservador. Un aumento de 20 grados no es tan malo en muchas situaciones.

Y si no está ejecutando la corriente más alta continuamente , es muy posible que incluso un aumento de temperatura más alto sea aceptable, ya que tendrá tiempo para enfriarse entre ciclos.

Brock R.
fuente
2
Esta es la respuesta correcta de esta pregunta. Qué extraño que nadie lo haya votado.
johnfound
relacionado: electronics.stackexchange.com/questions/243973/…
Siempre confundido el
de la ley de Joule; de hecho, la disminución de la resistencia (más conductancia) da lugar a un mayor calentamiento . H = (const.) * (I ^ 2) * R * t. . . . . (t es el tiempo aquí) => H = (const.) * (I ^ 2) * (V / I) * t => H = (const.) * I * V * t. (=> H varía directamente en proporción con la corriente I, cuando está utilizando una sola pieza de Conductor). El impacto de variar R podría entenderse solo cuando 2 o más calentadores se mantendrán en serie, por lo que la misma corriente fluirá a través de todas estas resistencias. Luego, el calentador con la mayor resistencia ("más apretado") produce más calor en comparación con los otros calentadores.
Siempre confundido
21

La primera respuesta sería especificar cobre más grueso que el predeterminado, que generalmente es "1 onza". 2 onzas de cobre no suelen ser mucho más dinero. Después de eso se vuelve caro. También hay un límite sobre cuán lejos pueden llegar las casas de juntas con esto. El más grueso del que he oído hablar es de 5 onzas de cobre.

Si esta es una cantidad única o baja, entonces es legítimo dejar la máscara de soldadura fuera del rastro y soldar un cable sobre ella. Un cable de cobre # 10 puede transportar mucha más corriente que incluso una traza de PCB gruesa de ancho razonable. Sin embargo, considere cómo la corriente tiene que entrar y salir del cable de cobre adicional. Es fácil resolver el problema de conducción masiva y olvidarse de los puntos de alimentación.

Olin Lathrop
fuente
2
Utilizamos 6 onzas de cobre en una tabla, y no estaba fuera de lo común. Sin embargo, si usa> 2 onzas de cobre, no puede usar trazas / espacios muy pequeños en la PCB. También se vuelve mucho más difícil soldar componentes de orificio pasante sobre cobre grueso.
Jason S
19

Otra solución para los tableros es hacer que la traza sea lo más amplia posible (incluso si es más estrecha que los cálculos, siempre que no sea demasiado). Asegúrese de que la traza completa NO esté enmascarada, luego cubra con soldaduras la traza, de modo que tenga un buen cordón convexo de soldadura que se extienda a lo largo de la traza. Probablemente no sea la mejor solución, pero he visto que se usa en una variedad de productos electrónicos de producción, por lo que no puede ser tan malo (je).

Doktor J
fuente
+1. He utilizado esta técnica y no tenía ningún problema, la esperanza no tendrá, sin embargo :)
Abdullah kahraman
13

Si su diseño lo permite, puede colocar una serie de vías llenas muy próximas entre sí a lo largo (y ancho) del trazado. Al permitirlo quiero decir que esto, por supuesto, también tendrá sus consecuencias para la capa inferior. Haga que las vías tengan el mayor diámetro posible, por ejemplo, 1 mm en un trazo de 1,5 mm de ancho. Las vías llenas de cobre reducirán mejor la resistencia de la traza, pero son mucho más caras que las vías llenas de soldadura.

μμμ

stevenvh
fuente
1
¿Qué pasa con las consecuencias mecánicas de esencialmente perforar el tablero?
JustJeff
1
@JustJeff: el FR4 es un material muy rígido, puede fresar fácilmente una ranura de varios cm de largo sin debilitarlo. Entonces, a menos que planee tener estos rastros en toda la placa + montar un transformador pesado, no espero ningún problema aquí. He trabajado con 0.8 mm FR4 y es lo suficientemente rígido como para transportar la mayoría de los componentes, incluso con muchos agujeros.
stevenvh
Además, si le preocupa la deformación del tablero, puede agregar una trama cruzada en la parte superior que lo impide.
quest49
1
¿Tienes algún ejemplo de esto?
tyblu
@tyblu: no aquí, pero lo hicimos en mi trabajo anterior para transportar 16 A desde los conectores a los relés en un módulo de relés para la automatización del hogar.
stevenvh
1

Con el estañado, puede disminuir la resistencia de la ruta en un 20% a 70% 1 dependiendo de qué tan grueso esté soldado. Si necesita un poco más, parece razonable.

Soldar un cable de cobre traerá grandes ganancias ya que una PCB estándar es de 35 µm. En comparación con un cable de cobre de 1 mm y 2 mm:

A = h * w = 35 µm * 1 mm = 35 000 µm²

A = h * w = 35 µm * 7 mm = 245 000 µm² ~ 1/7 de resistencia por longitud

A = r² * pi = (1 mm / 2) ² * pi = 785 398 µm² ~ 1/23 resistencia por longitud

A = r² * pi = (2 mm / 2) ² * pi = 3 142 000 µm² ~ 1/90 resistencia por longitud

[1] EEVBLOG Estañado PCB

P. Koch
fuente