原创 步进电机驱动笔记-大电流PCB线宽载流量的设置

2014-2-26 14:35 3297 14 17 分类: 工业电子 文集: 步进电机驱动笔记
之前在设计电路的时候,通常4A的敷铜,用3mm左右的线宽,但是最近遇到几块电路板,其布线远远小于这个值,那到底步进电机驱动器中的电机出线,也就是流过4A的线路,需要多少的线宽?
这里提供一个国际上通用的载流量的表格,如下:
20140226143304504.jpg
按照这个表格,如果1.27mm的线宽,温升要求10度的情况下,铜厚为1oz,那么可以过的电流为2.6A,那实际上,步进电机中的驱动器情况怎么样?
从温升方面来说,如果常温的温度最高到35度,而因为MOS管和采样电阻的发热,实际上驱动器里面的温度可能在45度左右,如果温升10度,实际上导线的实际温度为55度,而普通的PCB板材在100度以上会损坏,而长时间工作在55度,确实是有风险的,而有效的解决方案包括:
  • 功率线铺在表层:对四层板,中间层的线宽要求更高。
  • 加大敷铜面积:增加线宽
  • 提供风扇冷却:驱动器的这块没有提供很好的散热条件
  • PCB设计不使用发热的导线:采样电阻等升温器件尽量远离
EUPEC(现名英飞凌半导体)的应用手册中,关于IGBT和MOS管布线宽度上面,有如下推荐:
20140226143327805.jpg
也就是说,如果使用2oz推荐使用1.4A,但是手册中温升10度,可以到3.5A以上。而1oz推荐应该只有1.2A,而温升10度则在2.4A,所以在选择的时候,为了更好的散热,推荐1mm过电流最好控制在1.5A以内。而如果为中间层走线,推荐1mm电流在0.7A,这样比较保险。
也就是说,如果需要过4A电流,推荐使用的线宽在4A/1.5A/mm=2.6mm.
 
另外一个流传在网上的表格:
2.50mm        6.00A        5.10A        4.50A
2.00mm        5.10A        4.30A        4.00A
1.50mm        4.20A        3.50A        3.20A
1.20mm        3.60A        3.00A        2.70A
1.00mm        3.20A        2.60A        2.30A
0.80mm        2.80A        2.40A        2.00A
0.60mm        2.30A        1.90A        1.60A
0.50mm        2.00A        1.70A        1.35A
0.40mm        1.70A        1.35A        1.10A
0.30mm        1.30A        1.10A        0.80A
0.20mm        0.90A        0.70A        0.55A
0.15mm        0.70A        0.50A        0.20A
这里虽然没有考虑温升,但是很上面的表格相差不大,在温升10度以下的情况下适用。
但是要注意: 用铜皮作导线通过大电流时铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑。
也就是说,上面的表格中,还是推荐1mm,1oz的条件下电流不要超过1.15A,也可以这样计算:
一般PCB板的铜箔厚度为35um,线条宽度为1mm时,那末线条的横切面的面积为0.035平方毫米,通常取电流密度30A/平方毫米,所以,每毫米线宽可以流过1A电流。

文章评论3条评论)

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用户1714690 2014-3-10 08:51

嗯,是的,我看市面上很多板子都没有按照这个要求来画板。

用户377235 2014-3-8 10:42

我一般都是按1mm的线宽过1A的电流计算。

repairamp_290627299 2014-3-1 18:47

很不错有参考价值
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