原创 印制板通流及温升的实验分析

硬件设计人员时常遇到这样的问题：PCB板上通过大电流的铜箔应该布多宽？布的细了，PCB发热甚至燃烧；布的宽
了，又占面积，影响其他走线。有关资料规定：一般裸铜线的通流量为5A/mm2，变压器绕制漆包线的通流量为2.5A/mm2，没有PCB板铜箔通流量的
规定。那么印制板上铜箔的通流量是多少呢？带着这个问题，我们查询了大量资料并专门做了个实验。

实验方法是选用双面板上不同的印制板铜箔施以大小不同的电流，用红外测温仪测量铜箔表面温升。

同样根据IEC326-3（1991）标准中的公式也可以计算铜箔表面温升，公式如下：

上式中ρ代表电阻率（铜取值1.8X105Ω），I代表电流（A），w代表铜箔宽度（MM），h代表铜箔厚度（MM），α代表热传导系数（取值0.8-1.8X10-5W/mm2*℃).

将实验测量值与理论计算值对比结果如下表：

通过实验和计算的结果对比可以得出如下结论和建议：

1.实验实测值和理论计算值大致相当，所有实测值均小于计算值，是因为实验室散热条件很好（周围无其他发热体）且测试时间较短所致（5分钟）。实际设备中因散热条件不佳而发热会大些。

2.印制板铜箔的温升与长度无关，从公式中和表中3，4项测试结果均可得出，因此不能以印制线路较短而忽视发热。

3.印制板铜箔的发热温升与电流的平方成正比，电流增大时温升很快。

4.印制板铜箔的发热温升与宽度的平方和厚度成反比，所以增大宽度最有利于散热，只有在面积局限时才考虑增加厚度。

5.单位截面通流量与散热没有绝对的比例关系，但基本成正变关系，因为截面积相同而宽度不同时发热不同，从表中看
出，如果要保证3C左右温升，则通流量要在10A/mm2以下；印制板非功率部件，我们建议温升在3℃以内，也就是说通流量在10A/mm2以下。此时发
热与散热会很快平衡且不会对周围电路有较大影响。

6.以上方法不仅可以估算温升，也可以反过来估算PCB布线宽度。例如用一盎司厚度的铜箔布线，通过20A直流电流要保证3℃以内温升则铜箔宽度至少要30mm宽。