浅谈PCB走线电流密度对产品的影响

在PCB 设计中，PCB 走线电流密度是一个经常被忽视的因素，可能导致灾难性的结果。PCB 走线电流密度由流过导电材料单位面积的电流量定义。
 
在典型的 PCB 中，走线由铜制成。尽管铜具有很高的导电性，但由于不存在这种材料，因此它并不是理想的导体。它确实具有一定量的电阻，并且这可以限制在铜走线充分加热之前流过的电流量。
 
IPC-2221 印制板设计通用标准中给出了相对于电流和铜走线宽度的温度升高的计算公式。如果您不喜欢手动计算，则可以使用各种 PCB 跟踪电流计算器。
 
高 PCB 走线电流密度对产品功能的影响

如果幸运的话，忽略 PCB 走线电流密度将使您免于沉迷。但是，开始抱怨电路板过热，或者在某些极端情况下，由于断线而冒出黑烟，这只是时间问题。
 
健康的血管可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 走线也是如此。如果它们不适合处理通过的电流量，则会散发过多的热量，并且铜可能会变质。
 
忽略 PCB 走线电流密度的问题是，这种影响可能不会立即显现出来。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 迹线电流密度时，请准备好冒烟和起火。
 
同样，在某些情况下，原型板上电后，PCB 上的走线就会被吹走。这是一个很明显的情况，即 PCB 走线上没有足够的宽度来处理通过的电流。
 
即使您免于遭受如此巨大的后果，电流密度问题也可能会影响到电源输出。您可能会在走线到达传送网络末端放置的组件之前发现沿着走线的电压降。
 
无论哪种方式，忽略 PCB 迹线电流密度都是昂贵的，但是，可以在设计阶段轻松解决它们。
 
如何确保 PCB 走线电流密度保持在允许极限以下

下次进行新的 PCB 设计时，需要确保 PCB 走线足以应付通过的电流量。当您设计涉及大电流部件的产品时，尤其是这样，例如功率晶体管或超亮 LED。
 
使用 PCB 走线电流密度计算器，以确保承载大电流的走线以所需的最小宽度布线。请记住，不仅铜走线的宽度至关重要，而且互连通孔也很重要。连接两层走线很宽，但走线很小，将毫无意义。
 
确保较粗的走线以计算出的宽度产生大电流。
 
具有较宽的走线以缓解电流密度问题意味着您在 PCB 上的空间较小。在当今较小的电子产品趋势中，您可能希望从 PCB 制造商那里选择较粗的铜。它使您可以减小走线的宽度，同时保持足够的导电面积。