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高功率设计的PCB迹线宽度与电流的关系表 高功率设计的PCB走线宽度与电流的关系表 1 min Blog PCB 设计工程师 电气工程师 PCB 设计工程师 PCB 设计工程师 电气工程师 电气工程师 铜是一种具有高熔点的强导体，但您仍应尽力保持低温。在这里，您需要正确调整电源导轨宽度，使温度保持在一定限值内。不过，这时您需要考虑在给定走线中流动的电流。使用电源轨、高压元件和电路板的其他对热敏感的部分时，您可以使用PCB走线宽度与电流表来确定您需要在布局中使用的电源走线宽度。 另一种选择是使用基于IPC-2152或IPC-2221标准的计算器。有必要学会如何阅读IPC标准中的等效走线宽度与电流图表，因为PCB走线宽度与电流表并不总是全面的。我们将在本文中回顾您需要的资源。 在高电流设计中保持低温 在PCB设计和布线方面经常出现的一个难题是，确定在给定电流值的情况下将设备的温度保持在一定限度内所需的推荐电源线宽度，或相反。典型的操作目标是将电路板中的导体温升保持在10-20°C以内。高电流设计的目标是确定走线宽度和铜重量的大小，以便将温升保持在所需工作电流的某个限制范围内。 IPC制定了与适当方法相关的标准，以针对特定输入电流测试和计算PCB走线的温升。这些标准是IPC-2221和IPC-2152，包含有关这些主题的大量信息。显然，这些标准非常广泛，大多数设计人员没有时间解析所有数据以确定走线宽度与电流表的关系。值得庆幸的是，我们整理了一些资源来帮助您将电流与温升联系起来： 走线宽度与电流表 （参见下文） 用于跟踪温度上升的 IPC-2221计算器 用于跟踪温度上升的 IPC-2152计算器 下面的视频概述了相关的IPC标准，并解释了它们在预测能力和适用性方面的差异。该视频还提供了一些用于计算电流限制或给定输入电流的预期走线温度升高的资源。 PCB走线宽度与电流表 IPC 2152标准是确定走线和过孔大小时的起点。这些标准中指定的公式可直接用于计算给定温升的电流限制，但它们并未考虑受控阻抗布线。也就是说，在确定PCB走线宽度/横截面积时，使用PCB走线宽度与电流表对比是一个很好的起点。这使您可以有效地确定走线中允许电流的上限，然后您可以使用它来调整走线大小以进行受控阻抗布线。 当电路板在大电流下运行，温升达到非常大的值时，基板的电气性能会在高温下表现出相应的变化。基板的电气和机械性能会随温度变化，如果长时间在高温下运行，电路板会变色和变弱。这就是我认识的设计师会调整走线尺寸以使温升保持在10°C以内的原因之一。这样做的另一个原因是为了适应广泛的环境温度范围，而不是考虑特定的工作温度。 下面的PCB电源走线宽度与电流表显示了一些走线宽度和相应的电流值，它们将在1 oz./sq. ft.铜重量时将温度上升限制在10°C。这应该可以让您大致了解如何调整PCB中的走线尺寸。 电流（A） 阅读文章
PCIe布局和布线指南 PCIe布局和布线指南 1 min Guide Books PCB 设计工程师 PCB 设计工程师 PCB 设计工程师 小时候，拆开计算机，看着布满各种卡槽、芯片和其他电子器件的复杂主板，我总是有一个疑问，谁能把PCB布局搞清楚？随着我对计算机结构以及外围设备PCB设计的了解越来越多，我开始领会到PCB设计人员在致力于构建出色电子设备方面所做出的贡献。 现代GPU、USB、音频和网卡均可在同一互连标准的背面运行：PCI Express。如果您不熟悉PCIe设备的高速PCB设计，除非从PCI-SIG（外围元件互连特别兴趣小组）购买标准文档，否则有关该主题的信息会有点零散。幸运的是，基本规范可以拆解为可执行的设计规则，您可以使用合适的PCB设计软件，轻松地为下一 PCIe设备进行布局和布线。 与任何高速设计一样，盲目遵循布线规范的标准并不能保证您的设计能够如期工作。任何原型设计都应经过全面测试，以确保设计中不会潜伏信号完整性问题。即使您已经根据阻抗、迹线长度等方面的正确布线规范设计所有内容，设计也仍有可能因布局选择不当而惨遭失败。每一代的PCIe规范还包括测试要求，这些要求发布在 PCI-SIG网站上。我们不会在此进行测试，但请继续阅读简短摘要，了解标准中的内容以及如何设计出最符合新一代PCIe的PCIe卡。 布线规格 目前，负责监督PCIe规范的行业工作组PCI-SIG发布了五代PCIe。 PCIe Gen 5已于今年发布，预计PCIe Gen 6器件将在2022年推出。确切的布线规格取决于您将为特定元件使用哪一代PCIe。在设计方面，您需要将元件和主机控制器配对，以支持元件所需的数据速率。PCIe向前和向后兼容，因此最小数据带宽被限制在控制器和外围元件的最小值。 拓扑和数据速率 所有PCIe链路均由多个通槽（差分对组）组成，这些通道作为一组串行接口提供高吞吐量。请注意，虽然PCIe通槽是串行的，但这些通槽组合在一起似乎形成并行总线，但事实并非如此。双向通信是通过Rx和Tx通槽组进行的。PCIe通槽作为差分对进行点对点布线，因此应制定关于长度匹配和偏斜的标准规则。PCIe标准定义了最多16个可用通槽，这些通道还定义了标准化PCIe卡插槽的大小。不同的主机控制器将有不同数量的可用通槽，然后可以定义它们能够支持多少外围设备。PCIe器件使用具有不同线路代码的嵌入式时钟（Gen 1和Gen 2中为8b/10b，Gen 3及更高版本中为128b/130b），因此我们无需担心像DDR中那样布线额外的时钟通道。最后，每一代的数据吞吐量都是上一代的两倍， 在PCI Gen 阅读文章
印刷电子技术：过去与未来的技术 印刷电子技术：过去与未来的技术 1 min Blog PCB 设计工程师 电气工程师 机械设计工程师 PCB 设计工程师 PCB 设计工程师 电气工程师 电气工程师 机械设计工程师 机械设计工程师 印刷电子（PE）是一个新兴且迅速增长的互连业务。它起源于家电的印刷柔性键盘以及在花哨杂志和文献中不断扩展的技术。PE的讽刺之处在于，这项技术可能是二战期间首先被采用的，而所有的印刷电路板都源于PE。 应用 PE最令人兴奋的是它将开启的所有新应用和市场。图1仅展示了PE开发者当前正在追求的十个市场。对于这些市场的大多数应用来说，它们的寿命都很短，实际的PE基板可能是一次性的。一些应用已经确立，如柔性键盘、印刷葡萄糖传感器和印刷RFID标签。其他的，如由印刷电池和电泳电解质驱动的化妆品抗皱面膜，甚至没有出现在这个列表上。 材料 材料继续是PE开发者面临的主要挑战。由于许多PE应用对成本敏感，当前的导电墨水（银）和绝缘体（聚酰亚胺薄膜）对它们的应用来说太昂贵了。当前的绝缘体候选材料见表1，导体见表2。 研究似乎更青睐使用玻璃、塑化纸和PET作为基材，以及铜、石墨/石墨烯和碳纳米管(CNT)作为导体的纳米技术。 表2：适用于PE的导电材料和油墨 制造过程 印刷电子技术让人联想到像杂志那样的低成本印刷。这项技术是我们最古老和最自动化的技术之一。但其他印刷技术如图2所示。 油墨印刷的各种方法按其分辨率（以微米计）和每秒平方米的吞吐量来划分。 表3显示了更详细的印刷表格。它列出了速度、分辨率、薄膜厚度（以微米计）以及它可以使用的油墨的粘度。 设计工具 如果您已升级到Altium Designer® 19，您可能已经注意到它具有设计印刷电子产品的能力。这是幸运的，因为许多创意和创新电子产品可能会采用印刷电子基板的形式。3D打印现在可以使用银浆和各种绝缘材料、电阻和电容墨水来制造印刷电子产品。不久将会有半导体（P型和N型）墨水以及OLED浆料可用。随着技术变得更加流行，其他特殊墨水也将被开发，以及类似纸张的改进基板。 要全面而详细地了解印刷电子产品，请下载并阅读Joseph Fjelstad的电子书《Flexible Circuit Technology-Fourth Edition》中的第11章：印刷电子产品，第380-444页，网址为 阅读文章
如何为您的PCB选择正确的阻焊层厚度和类型 1 min Blog PCB 设计工程师 电气工程师 PCB 设计工程师 PCB 设计工程师 电气工程师 电气工程师 在研究电路板时，特别是作为电子行业的初学者，我总会好奇为什么 PCB 的顶层是绿色的。答案各有不同，但每个人都同意一件事：阻焊层有助于检查，为导体提供保护，并防止手工装配过程中的视觉疲劳。各种 PCB 阻焊层类型在应用方式、成分以及价格方面各不相同。 在确定电路板所需阻焊层的正确类型和厚度时，您需要考虑制造商的能力和检查/装配过程。以下是四种常见的 PCB 阻焊层类型： 液体环氧阻焊层 液体光成像阻焊层（LPSM） 干膜阻焊层（DFSM） 顶层和底层膜片 什么是PCB阻焊层？ 阻焊层是一种 PCB 工艺，用于保护电路板上的金属元件免受氧化，并防止焊盘之间形成导电桥。这是 PCB 制造中的关键步骤，尤其是在使用回流或焊槽的情况下。这些技术并不能很好地控制熔融焊料位落在电路板上的位置，但阻焊层可以让您进行一定程度的控制。阻焊层有时被称为“阻焊剂”，我认为这更恰当，因为我曾经认为阻焊层是应用于电路板的整层焊料。 PCB阻焊层类型 所有阻焊层均由聚合物层组成，该聚合物层涂在印刷电路板上的金属导线上。PCB 阅读文章
Best Desktop Reflow Oven How to Choose the Best Desktop Reflow Oven for PCB Assembly 5 min Blog PCB 设计工程师 PCB 设计工程师 PCB 设计工程师 Desktop reflow ovens come with a big price tag range. So which capabilities should you target? Learn more about desktop reflow ovens in this article. 阅读文章
铁氧体磁珠如何工作以及如何选择合适的铁氧体磁珠？ 铁氧体磁珠如何工作以及如何选择合适的铁氧体磁珠？ 1 min Thought Leadership PCB 设计工程师 电气工程师 PCB 设计工程师 PCB 设计工程师 电气工程师 电气工程师 铁氧体磁珠通常用于高频EMI噪声抑制 有时，我希望我能看到电磁波。这将使检测EMI变得更加容易。我不必折腾复杂的设置和信号分析仪，我只要看看，就知道这是怎么回事。虽然我们可能看不到EMI，但有时我们可以在其通过音频电路时听到它。解决这种干扰的一种可能方法是使用铁氧体磁珠。 可惜，铁氧体磁珠（也称为铁氧体电感、铁氧体钳位、铁氧体环、EMI滤波器磁珠，甚至铁氧体环形滤波器）可能有点神秘。铁氧体磁芯的功能类似于电感器的功能，但铁氧体磁芯的频率响应在高频时会偏离此功能。此外，不同类型的磁珠，例如绕线铁氧体磁珠和片状铁氧体磁珠，对降噪提供的响应不同。例如，线绕铁氧体磁珠在很宽的频率范围内工作，但在直流电设置中提供的电阻较小。为了正确使用，您需要了解其电磁特性及其在使用过程中的变化情况。掌握铁氧体磁珠使用背后的理论之后，您可以有意识地为电路板实现正确的选择。如果不这样做，最终造成的问题可能会比修复的问题更多。 此图显示了为什么铁氧体磁珠有时被称为铁氧体环或铁氧体电感 什么是铁氧体磁珠以及铁氧体磁珠如何工作？ 铁氧体磁珠是无源电子元件，可以抑制电源线上的高频信号。它们通常放置在接入特定设备的电源/地线对周围，例如笔记本电脑的电源线。这些磁珠根据法拉第定律工作：导体周围的磁芯在高频信号存在时感应反电动势，从根本上衰减铁氧体频率响应。您可以从Coilcraft等专业制造商处获取标准铁氧体磁珠，但某些项目可能需要定制磁珠。 铁氧体是磁性材料，将这种材料放在电源/地线周围的铁氧体夹中，可以为通过线路的信号提供电感阻抗源。这可能会诱使您将其视为标准电感器，但它们比这更复杂。实际上，铁氧体磁珠是非线性元件。它提供的阻抗变化是负载电流和铁氧体两端电压降的变化。铁氧体磁珠的简化电路模型将帮助您了解其频率特性。但是，请记住，这些属性可能会随着电流和温度而变化。 负载电流可以改变铁氧体的阻抗。 铁氧体磁珠有什么用处？ 由于铁氧体磁珠阻抗为电感式，因此铁氧体磁珠电感器用于衰减电子元件中的高频信号。当铁氧体磁珠扼流圈放置在连接电子设备的电源线上时，它会消除电源连接上或直流电源输出的任何杂散高频噪声。这种铁氧体夹的使用是噪声抑制的众多方法之一，例如开关式电源的噪声抑制方法。这种将铁氧体磁珠用作铁氧体滤波器的应用可以抑制和消除传导型EMI。 在铁氧体磁珠作为滤波器的各种用途中，EMI滤波器磁珠/电源滤波器磁珠通常额定为一定的直流电流阈值。超过指定值的电流可能会损坏元件。麻烦的是，这个极限会受到热量的严重影响。随着温度的升高， 额定电流迅速下降。额定电流也会影响铁氧体的阻抗。随着直流电流的增加，铁氧体磁珠将“饱和”并失去电感。在相对较高的电流下，饱和可 将铁氧体磁珠阻抗降低多达90%。 铁氧体磁珠对比电感器 尽管可以将铁氧体磁珠建模为电感器，但铁氧体磁珠电感器的性能与典型电感器不同。欲知如何衡量铁氧体磁珠的性能与电感器的性能，您可以通过铁氧体磁珠发送模拟信号并在几个数量级上扫频。如果您为铁氧体磁珠的频率扫描测量创建波德图，您会发现与具有类似低频行为的电感器相比，铁氧体磁珠在较高频率下提供更急剧的衰减。 铁氧体磁珠连接至交流电源的简单而准确的模型。 铁氧体磁珠 可以建模为电容器和电感器，也可以建模为与此RLC网络并联的电阻器，该网络连接有串联电阻器。串联电阻器量化了器件对直流电流的电阻。该模型中的电感器代表了铁氧体磁珠衰减高频信号的主要功能，即通过法拉第定律提供电感阻抗。该模型中的并联电阻考虑了高频时铁氧体磁珠内电感的涡流损耗。最后，该模型中的电容考虑了元件的自然寄生电容。 查看 铁氧体磁珠阻抗曲线时，主要电阻阻抗仅在一个薄频带中表现为非常高。磁珠的电感在此薄频带内占主导地位。在更高的频率下，铁氧体磁珠的阻抗开始出现电容性过大的现象，并且阻抗迅速下降。最终，随着频率继续增加，容抗将下降到一个非常小的值，铁氧体磁珠阻抗呈现纯阻性。 阅读文章
PCB布局指南 您需要知道的5大PCB设计规则 1 min Blog PCB 设计工程师 Manufacturing Engineers PCB 设计工程师 PCB 设计工程师 Manufacturing Engineers Manufacturing Engineers 我们编制了每个设计师都应该知道的基本PCB布局指南，以确保电路板能够如期工作。由领先的行业专家撰写。 阅读文章