PCB板布局很重要,但需要了解的不僅有布局,還有PCB板和銅箔本身。本文將對PCB板的結構和材料相關的特性、以及銅箔的電阻和電感進行介紹。
開關節點的振鈴
散熱孔的配置
電感的配置
輸出電容器的配置
反饋路徑的布線
接地
銅箔的電阻和電感
噪聲對策:拐角布線、傳導噪聲、輻射噪聲
噪聲對策:緩沖電路、自舉電阻、柵極電阻
關于PCB板
右圖是PCB板截面的示意圖。這是最基本的PCB板結構和特性,請記住。下面逐項列出幾個關鍵要點。
表面和背面的銅箔厚度通常與內層厚度不同。
芯材銅箔通常較厚,散熱性較好。
芯材為通用厚度,可通過半固化片來調整厚度。
有的芯材和半固化片的種類是容易產生遷移的材質,可能無法承受高濕度試驗。
銅箔的電阻
當然,銅箔(布線)是有電阻的。在較大電流條件下,會產生傳導損耗,也就是會產生電壓降或發熱現象。因此,對于大電流的線路,需要對銅箔的電阻值進行評估。
銅箔的電阻按單位面積來考量。Figure 10表示銅箔單位面積的電阻值。通常為銅箔厚35μm、寬1mm、長1mm條件下的電阻值。
通常可利用下列公式進行電阻計算。
根據從Figure 10讀取到的單位面積電阻值RP 來計算,結果如下:
比如25℃時,寬3mm、長50mm 的銅箔的電阻值,根據下列計算得出8.17mΩ。
根據該電阻值,流過3A電流時的電壓降為24.5mV。另外,從圖中可以看出,當溫度上升至100℃時,電阻值增加29%。所以,電壓降也增加至31.6mV。
該銅箔引起的電壓降,在某些條件下可能會導致較大問題,因此基本上需要根據電流和溫度條件來探討布線寬度。
銅箔的電感
當然,銅箔也存在電感。可以認為,電阻、電容、電感這些寄生成分是一定存在的。
銅箔的電感值通過以下公式來表示。
從公式可以看出,電感值基本上不依賴于銅箔的厚度。
Figure 11 表示銅箔電感的計算值。由圖可知,即使線寬提高到2倍,電感值也不會下降到理想程度。
要想減少寄生電感的影響,縮短布線長度是最好的解決方法。
假設電感值L[H]的印刷電路布線中的電流在時間t[s]之內變化量為i[A],則將在其印刷電路布線的兩端產生以下電壓。
例如,當在寄生電感值為6nH的印刷電路布線中在10ns內流過2A的電流時,將產生以下電壓。
需要注意的是,在某些條件下寄生電感也會造成較大的電壓,不僅會影響運行,還有可能損壞部件。
審核編輯:湯梓紅
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