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PCB研发工程师(pcb工程师 需要懂哪些知识)

张世龙2021年12月21日 00:38天道酬勤360

一、注意PCB布线中设计的浪涌电流的大小

测试时,原本设计的PCB经常不能满足浪涌的需求。 一般工程师设计时,只考虑系统的功能性。 例如,系统实际工作时只需加载1A的电流,设计时就按此进行设计。 但是,如果系统需要的浪涌设计可以实现,瞬态浪涌电流可以达到3ka(1.2/50us8/20us ),那么现在我用1A的实际工作电流设计,能实现上述瞬态浪涌能力吗? 实际上有经验的工程告诉了我这是不可能的,怎么办? 在PCB配线中流动瞬间电流的一个根据是以下计算方法。

例如,宽0.36mm的1oz铜箔,厚35um的线中有40us的矩形电流浪涌,最大浪涌电流约为580A。 如果做5ka(8/20us )的防护设计,前端的PCB布线的合理性应该是2 oz铜箔的0.9mm宽,为了安全装置可以适当放宽宽度。

二、在配置浪涌端口部件时,注意必要的安全间隔

浪涌端口的设计中,除了用通常的工作电压设计的安全间距外,还需要考虑过渡性浪涌的安全间距。

关于常规工作电压设计时的安全间距,请参考UL60950的相关标准。 另外,UL在UL796标准中规定了印刷电路板耐压的测试基准为40V/mil或1.6KV/mm。 在该数据指导中,在PCB导线之间设置能够经受Hipot耐压试验的安全间距是非常有用的。

例如,根据60950-1表5B的规定,500V工作电压之间的导体应该满足1740Vrms的耐压试验,1740Vrms的峰值应该是1740X1.414=2460V。 根据40V/mil的设置标准,可以计算出PCB两导体之间的间隔为2460/40=62mil或1.6mm以上。

另一方面,浪涌除了上述正常注意事项外,还必须注意施加的浪涌的大小和保护器件的特性,增加安全间距。 以1.6mm的间距计算,最大切断的沿面电压为2460V。 如果我们的浪涌电压达到6KV,甚至12KV,这个安全间距是否会增加,取决于浪涌过电压保护器件的特性。 这也是我们的工程师经常在实验中遇到爬电距离时发出的很大的声音。

以陶瓷放电管为例,在要求1740V耐压的情况下,我们选择的器件必须是2200V,但他在上述浪涌的情况下,其放电的峰值电压高达4500V,此时,根据上述计算方式,我们的安全间距为4500V

三、注意PCB中过电压防护器件的位置

防护器件的位置主要设置在被保护端口的前端位置,特别是在该端口有多个分支或电路的情况下,如果设置旁路或后方的位置,其保护的效果、性能将大幅降低。 现实中,我们有时会因为场地不够或布局美观而忘记这些问题。

四、注意大电流回流路径

大电流的回流路径必须接近电源地或机壳的大地,路径越长,回流阻抗越大,过渡电流引起的低电平上升的幅度越大。 该电压对许多芯片的影响极大,同时也是系统复位、封锁孝敬万宝路。

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