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技术专题
PCB设计走線(xiàn)中的電(diàn)流密度
在PCB设计中，PCB走線(xiàn)電(diàn)流密度是一个经常被忽视的因素，可(kě)能(néng)导致灾难性的结果。PCB走線(xiàn)電(diàn)流密度由流过导電(diàn)材料单位面积的電(diàn)流量定义。
在典型的PCB中，走線(xiàn)由铜制成。尽管铜具有(yǒu)很(hěn)高的导電(diàn)性，但由于不存在这种材料，因此它并不是理(lǐ)想的导體(tǐ)。它确实具有(yǒu)一定量的電(diàn)阻，并且这可(kě)以限制在铜走線(xiàn)充分(fēn)加热之前流过的電(diàn)流量。
IPC-2221印制板设计通用(yòng)标准中给出了相对于電(diàn)流和铜走線(xiàn)宽度的温度升高的计算公式。如果您不喜欢手动计算，则可(kě)以使用(yòng)各种PCB跟踪電(diàn)流计算器。
高PCB走線(xiàn)電(diàn)流密度对产品功能(néng)的影响
如果幸运的话，忽略PCB走線(xiàn)電(diàn)流密度将使您免于沉迷。但是，开始抱怨電(diàn)路板过热，或者在某些极端情况下，由于断線(xiàn)而冒出黑烟，这只是时间问题。
健康的血管可(kě)以承受一定程度的血压。更高的价格会让您的医生感到担忧。PCB走線(xiàn)也是如此。如果它们不适合处理(lǐ)通过的電(diàn)流量，则会散发过多(duō)的热量，并且铜可(kě)能(néng)会变质。
忽略PCB走線(xiàn)電(diàn)流密度的问题是，这种影响可(kě)能(néng)不会立即显现出来。在我的一项设计中，在原型阶段未发现此问题，只有(yǒu)不满意的技术人员经常抱怨PCB过热，才发现PCB中的错误。
忽略PCB迹線(xiàn)電(diàn)流密度时，请准备好冒烟和起火。
同样，在某些情况下，原型板上電(diàn)后，PCB上的走線(xiàn)就会被吹走。这是一个很(hěn)明显的情况，即PCB走線(xiàn)上没有(yǒu)足够的宽度来处理(lǐ)通过的電(diàn)流。
即使您免于遭受如此巨大的后果，電(diàn)流密度问题也可(kě)能(néng)会影响到電(diàn)源输出。您可(kě)能(néng)会在走線(xiàn)到达传送网络末端放置的组件之前发现沿着走線(xiàn)的電(diàn)压降。
无论哪种方式，忽略PCB迹線(xiàn)電(diàn)流密度都是昂贵的，但是，可(kě)以在设计阶段轻松解决它们。
如何确保PCB走線(xiàn)電(diàn)流密度保持在允许极限以下
下次进行新(xīn)的PCB设计时，需要确保PCB走線(xiàn)足以应付通过的電(diàn)流量。当您设计涉及大電(diàn)流部件的产品时，尤其是这样，例如功率晶體(tǐ)管或超亮LED。
使用(yòng)PCB走線(xiàn)電(diàn)流密度计算器，以确保承载大電(diàn)流的走線(xiàn)以所需的最小(xiǎo)宽度布線(xiàn)。请记住，不仅铜走線(xiàn)的宽度至关重要，而且互连通孔也很(hěn)重要。连接两层走線(xiàn)很(hěn)宽，但走線(xiàn)很(hěn)小(xiǎo)，将毫无意义。
确保较粗的走線(xiàn)以计算出的宽度产生大電(diàn)流。
具有(yǒu)较宽的走線(xiàn)以缓解電(diàn)流密度问题意味着您在PCB上的空间较小(xiǎo)。在当今较小(xiǎo)的電(diàn)子产品趋势中，您可(kě)能(néng)希望从PCB制造商(shāng)那里选择较粗的铜。它使您可(kě)以减小(xiǎo)走線(xiàn)的宽度，同时保持足够的导電(diàn)面积。