PCB设计了解電(diàn)路電(diàn)流优化

2020-11-14

以最简单的形式，電(diàn)子電(diàn)路具有(yǒu)单个导電(diàn)路径。電(diàn)子電(diàn)路的教科(kē)书示例通常包括電(diàn)池，電(diàn)阻器和负载。简单的電(diàn)路很(hěn)容易為(wèi)初學(xué)者解释基本的電(diàn)气理(lǐ)论。就電(diàn)流而言，除了它流动的单导體(tǐ)外，没有(yǒu)太多(duō)选择。

在实际应用(yòng)中，電(diàn)子電(diàn)路更加复杂。一根导體(tǐ)将分(fēn)裂成多(duō)个分(fēn)支，然后沿路径分(fēn)裂成更多(duō)的迹線(xiàn)。但是，这些子電(diàn)路最终在電(diàn)源处合并為(wèi)一个。

基尔霍夫的结定律与导體(tǐ)分(fēn)支成多(duō)条路径或不同路径合并时電(diàn)流的行為(wèi)有(yǒu)关。路径分(fēn)离或合并的点称為(wèi)“节点”。

基尔霍夫交界定律。

根据基尔霍夫的结法则，进入一个节点的总電(diàn)流等于离开同一节点的总電(diàn)流。它基于这样的原理(lǐ)：電(diàn)流在流经闭合電(diàn)路时不会遭受任何损失。该定律也被称為(wèi)基尔霍夫第一定律。

為(wèi)什么基尔霍夫的连接规则很(hěn)重要？

知道哪些走線(xiàn)携带更高的電(diàn)流可(kě)以采取缓解措施。

基尔霍夫交界線(xiàn)法则指出電(diàn)流流入等于電(diàn)流流出。但是，真正的含义超出了简单的公式。它与知道電(diàn)路中的每个路径在何处流过多(duō)少電(diàn)流有(yǒu)关。

忽略基尔霍夫在PCB设计中的连接规则是一个错误，尤其是其中更详细的部分(fēn)。如果您假设每条路径中的電(diàn)流微不足道，那么您将承担粗心和不必要的风险。虽然電(diàn)流确实最终增加了，但它会根据電(diàn)阻较小(xiǎo)的路径进行分(fēn)配。

如果您的電(diàn)路处理(lǐ)大功率组件，例如功率晶體(tǐ)管或LED阵列，则导致此类组件的電(diàn)流会大得多(duō)。知道電(diàn)流会在结处分(fēn)流，并且有(yǒu)可(kě)能(néng)在多(duō)个路径中流过大電(diàn)流，这有(yǒu)助于通过使用(yòng)足够大的PCB走線(xiàn)来防止出现热点。否则，您可(kě)能(néng)会遇到诸如PCB走線(xiàn)过热和折断之类的问题，因為(wèi)它们无法承受从节点流入的大電(diàn)流。 

当您设计并联使用(yòng)多(duō)个電(diàn)池时，基尔霍夫的结规则也将派上用(yòng)场。该规则有(yǒu)助于确定假设每个電(diàn)池均相等，则从每个電(diàn)池获得的電(diàn)流量是多(duō)少。这些细节有(yǒu)助于确定所需的電(diàn)池数量与每个電(diàn)池的预计耐用(yòng)性。 

如何计算通过每个节点的電(diàn)流？

如果您有(yǒu)一个如上所述的简单電(diàn)路，那么无需花(huā)费太多(duō)精力就能(néng)确定流过每个节点的電(diàn)流。将V = IR的欧姆定律应用(yòng)于已知的電(diàn)池電(diàn)压值和電(diàn)阻器就可(kě)以了。 

但是，计算流经复杂電(diàn)路的精确電(diàn)流将是一项艰巨的任務(wù)。花(huā)数小(xiǎo)时（或数天）為(wèi)每个装有(yǒu)计算器的节点遍历公式是不明智的。