Товста мідна друкована платає основним носієм для промислових джерел живлення для досягнення високого струму, ефективного розсіювання тепла та тривалої-надійної роботи, особливо підходить для складних робочих умов, таких як висока температура, сильна вібрація та сильні удари на промислових об’єктах. Нижче наведено повну логіку застосування та можливий план вибору на основі типових сценаріїв промислових джерел живлення.
Основне застосування товстої мідної друкованої плати в промислових джерелах живлення
Модуль живлення, схема випрямлення та фільтрації, а також вихідна схема приводу промислових блоків живлення є основними сценаріями застосування товстих мідних друкованих плат, основні значення яких зосереджені в трьох точках:
Безпечне носіння під високим струмом: товщина мідної фольги зазвичай більш ніж удвічі більша, ніж звичайна друкована плата, що значно знижує опір передачі струму та запобігає перегріву та горінню мідної фольги під високим струмом. Він може стабільно переносити промислові струми в діапазоні від кількох ампер до сотень ампер.
Ефективне розсіювання тепла з вирівнюванням температури: товста мідна фольга сама по собі є матеріалом розсіювання тепла з високою теплопровідністю, який може швидко відводити тепло силових пристроїв, таких як МОП-трубки та IGBT, збоку до структури розсіювання тепла. Місцеве підвищення температури можна контролювати в межах 20 градусів, що значно подовжує термін служби силових конденсаторів і індукторів.
Надійна адаптація конструкції до робочих умов: здатність проти згинання та антивібрації значно перевершує звичайні тонкі мідні пластини, і вона підходить для умов встановлення з ударами під час роботи на промисловому майданчику та тривалою- вібрацією, зменшуючи ризик відшарування мідної фольги та втомного руйнування паяних з’єднань, а також відповідає вимогам щодо терміну служби промислових джерел живлення протягом 5–10 років.
Кількісний вибір товщини міді в типових сценаріях промислового електропостачання
Повністю базуючись на рівні потужності та робочих умовах промислових джерел живлення, надайте прямо застосовний контрольний показник вибору товщини міді, щоб уникнути сліпого згущення міді та спричинення стрибків вартості:
| Сценарій промислового електропостачання | Типовий безперервний струм | Рекомендована товщина міді |
|---|---|---|
| Імпульсне джерело живлення малої та середньої потужності, ДБЖ 100~1000 Вт | 5~40A | Мідний зовнішній шар товщиною 3~4 унції |
| Промисловий сервопривод, універсальний перетворювач частоти | 20~80A | 3~4oz зовнішній шар+2oz внутрішній шар |
| Зварювальний блок живлення високої потужності, блок гальмування | 80~150A короткочасний-вплив | 6~8 унцій двосторонньої товстої міді |
| Централізоване промислове інверторне джерело живлення,-модуль зберігання енергії високої потужності | Струм шини вище 200А | 10 ~ 12 унцій надтовста мідь + потовщення віконної жерсті |
Ключові моменти для уникнення пасток під час багатовимірного вибору-
1. Основні принципи вибору товщини міді
Строго дотримуючись основної логіки «струм визначає товщину міді», посилаючись на емпіричні формули: допустимий струм (A) ≈ товщина мідної фольги (унції) × ширина дроту (мм) × 0,8 (температура навколишнього середовища менше або дорівнює 40 градусам), не варто сліпо шукати надтовсту мідь.
Піковий імпульсний струм розраховується на основі 1,5-кратного збільшення постійного струму, а запас товщини міді збільшується на один рівень у сценарії промислової шафи без повітропроводів.
Категорично заборонено використовувати товсту мідь у зоні маршрутизації сигналу несилових ланцюгів, щоб уникнути зміни характеристичного опору маршрутизації та спричинення збою узгодження керуючого сигналу.
2. Вимоги до підкладки та адаптації процесу
Пріоритет слід надавати використанню високої TG fr4 з Tg, що перевищує або дорівнює 170 градусам, як підкладку, щоб уникнути невідповідності КТР між товстою міддю та звичайною FR-4, що може призвести до розшарування та утворення пухирів під час довготривалої-експлуатації при високій температурі.
Для сценаріїв із надзвичайно високими вимогами до розсіювання тепла можна вибрати металеві підкладки на основі алюмінію/міді з теплопровідністю понад 1,5 Вт/м · K, що більш ніж у три рази ефективніше, ніж звичайне розсіювання тепла fr4.
Бажаною обробкою поверхні є процес занурення в золото, який підходить для промислових масляних і пилових середовищ. Його стійкість до корозії та здатність проти вставлення значно перевершують звичайне напилення олова, що дозволяє уникнути поганого контакту після тривалого -користування.
3. Ключові обмеження технологічності (DFM)
Мінімальна ширина/відстань між лініями мідної фольги 3 унції більше або дорівнює 0,3 мм, а мідна фольга 6 унцій більше або дорівнює 0,4 мм, щоб уникнути неточної ширини лінії та проблем із коротким замиканням під час травлення.
Одинарні наскрізні отвори заборонені на шляхах сильного струму. 2-3 наскрізні отвори потрібно з’єднувати паралельно для струму 5 А на 3 унції мідної фольги. Мінімальна апертура наскрізного отвору повинна бути більше або дорівнювати 0,8 мм, а товщина міді стінки отвору повинна бути більше або дорівнювати 20 мкм.
Багатошарові мідні пластини мають бути симетричними, причому верхній і нижній шари мають однакову товщину міді, щоб уникнути надмірного викривлення поверхні після ламінування та неможливості адаптації до плям SMT.