毕业设计团购网站建设,wordpress模板二次元,网站云服务器,dede网站模板安装系列文章目录 文章目录 系列文章目录参考文献PCB知识互连线电阻过孔/铜箔电流能力铜箔载流能力过孔载流能力 热设计电磁兼容及部分要求 参考文献
[1]牛森,张敏娟,银子燕.高速PCB多板互联的电源完整性分析[J].单片机与嵌入式系统应用,2023,23(09).
[2]陈之秀,刘洋,张涵舒等.高…系列文章目录 文章目录 系列文章目录参考文献PCB知识互连线电阻过孔/铜箔电流能力铜箔载流能力过孔载流能力 热设计电磁兼容及部分要求 参考文献
[1]牛森,张敏娟,银子燕.高速PCB多板互联的电源完整性分析[J].单片机与嵌入式系统应用,2023,23(09).
[2]陈之秀,刘洋,张涵舒等.高频率高密度电力电子系统PCB的优化设计研究[J].电气传动,2023,53(01):
[3]凌林玉.试析PCB设计中的电磁兼容问题[J].长江信息通信,2023,36(02):
[4]付可心,曾敏华.一种提升PCB载流能力的设计方法[J].工业控制计算机,2023,36(06): PCB知识 ESR等效串联电阻寄生电阻Equivalent Series Resistance ESL等效串联电感寄生电感 常在大功率/高频中考虑
IR DropVI*R压降电源和地网络上电压的下降或者升高的现象电路在直流电阻造成的压降。 常见的过压问题 1.器件由于过压或者欠压而不能正常工作 2.局部区域电流密度过大引起此区域温度持续升高甚至烧毁 3.I/O网络中的电阻过大导致有用信号严重衰减
copper covering area敷铜区域 through-hole 过孔 semiconductors半导体 copper foil area铜箔区域 parasitic寄生的 互连线电阻
PCB上的互联体是铜导体也有电阻单位长度的直流电阻为 σ表示电导率A表示过流面积。铜的电导率为5.8×107 SmS西门子最后得出0.269欧姆/米10mil宽度 1mil0.0254mm 改变互连线线宽或者增加覆铜面积都可以有效减小走线的直流电阻。 过孔/铜箔电流能力 电流能力计算公式 I为最大通流单位为安培(A) K是与环境相关的常量分别为内层线和外层线内层线的取值为0.024外层线的取值为0.048 T为通流路径上最大容许的温升单位为℃ A为通流路径的横截面积单位是平方密耳(mil2)
铜箔载流能力
所以这也是为什么铺铜的时候是按照最窄处计算的。 按照10mil的线宽在内层布线1oz的铜厚计算可得大概在0.4A左右。 1oz0.0356mm1.2mil 可以看到10mil的情况下过电流也不是很大 可以通过加宽线宽的方式。
铜厚影响载流能力还影响整板的阻抗匹配所以可以通过增加层数的方式增加铺铜层数
过孔载流能力
过孔的横截面与外径无关铜厚主要是过孔内径铺在表面一般铺1oz厚的,算出横截面后还是用上面的电流能力公式计算。 d 为孔径h 为孔内壁的沉铜厚度假设在过孔处控制沉铜规格为 1 oz/m2
10mil孔径情况下温升10°同流能力为1.16A一般取1A。
过孔优化部分过孔电流过大 1.增加过孔的数量但要放置得当 2.增大过孔的孔径但会影响走线 3.在大电流过孔靠近GND引脚处增加回流过孔共同分担电流 4.删除非功能性过孔可以让出更多的铺铜区域
在信号1GHz以上且需要过孔变层过孔会产生ESR、ESL的问题可通过降低PCB的厚度在信号附近放置GND过孔优化。 热设计
过孔阵列中过孔间距越小单位热阻越小越有利于散热但一般看制造商允许多少吧
常见的PCB介质材料是环氧玻璃布基FR4FR4的导热率只有0.29 W(m·K)而铜的导热率为393 W(m·K)因此电路板上的热量主要是依靠铜箔传递。发热元件最好放在铜箔中心影响的面积大概是20mm*20mm。而在增加了过孔的情况下散热情况大幅度提高。
热设计准则 1.过孔间距尽可能的小 2.过孔无填充时过孔直径0.25 mm散热效果最佳 3.当填充物的导热率小于60 W(m·K)时会有对应的最佳过孔直径当导热率大于60 W(m·K)时直径越大越好 4.仅通过铜箔进行散热时散热铜箔面积小于10 cm2时可以在节约面积的情况下有效散热。(不加过孔阵列) 电磁兼容及部分要求
电磁兼容EMC电子设备系统在所处电磁环境中能够正常、稳定的工作并且自身工作不会对同一环境中的其他电子设备系统造成干扰。电磁兼容包含电磁抗扰EMS和电磁干扰EMI。
减少关键信号尤其是电源信号的回路面积是提升 PCB电磁兼容性最有效的方法如尽可能缩短地线与信号线间的距离使二者间的距离等于 PCB 的层间距离。这样便可最大限度减小板上信号的回路面积从而达到减小 PCB差模辐射提高电磁抗扰能力。
PCB 时钟频率≥5MHZ 或者脉冲上升时间小于5ns 时必须选用多层板。同时为提升 PCB 的电磁兼容性应优先选用基板材料相对介电常数较大的多层板。
避免电磁兼容问题 1.电源、功率输出器等易发热元件远离关键电路设置在 PCB 边缘区域或偏上方区域以便更好散热 2.敏感元件远离 CPU 时钟发生在其周围的电源铜箔上蚀刻出马蹄形 3.为了减小共模电流辐射将所有连接器元件统一设置在 PCB 的一侧 4.引线长度超过的噪声频率波长的 1/20产生天线效应带来明显电磁干扰缩短高速器件的走线长度并尽量将其设置在远离连接器的地方。采用 I/O 驱动器与连接器相邻布置的方式减少 I/O 信号的走线距离以此耦合干扰信号 5.对于动作电平差异大或者工作频率接近的元件应增大元件的间距避免工作中相互干扰。对于振荡器、时钟发生器等运行噪声较大的元件可集中设置在远离逻辑电路部分的地方 6.设置 EMI滤波器
串音串音一般可以分为由于电磁场耦合引起的串音或者由于公共阻抗耦合引起的串音。公共阻抗耦合引起的串音是不同信号在共用相同返回路径时产生的这种耦合常常在低频时起到较大的作用
地弹跳的内在原理。地弹跳一般是指在 PCB 系统运行时某集成电路开关时由于地线、集成电路的接地引线具有电感引起器件内部的电位短暂下降此时来自其他器件内的输出驱动信号是以外部系统作为参考的参考电位的不一致会引起器件输入、输出电平的变化从而引起信号稳定性的问题
