怎么解决<span style='color:red'>pcb电路</span>板散热问题
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怎么解决pcb电路板散热问题

　　控制热量或散热和分配对于构建和使用pcb电路板非常重要，并且无法管理热量传递也可能毁坏您的电路板。对于电子设备来说，工作时都会产生一定的热量，从而使设备内部温度迅速上升，如果不及时将该热量散发出去，设备就会持续的升温，器件就会因过热而失效，电子设备的可靠性能就会下降。因此，对电路板进行很好的散热处理是非常重要的。下面Ameya360电子元器件采购网详细介绍一下。　　1、通过PCB板本身散热目前广泛应用的PCB板材是覆铜/环氧玻璃布基材或酚醛树脂玻璃布基材，还有少量使用的纸基覆铜板材。这些基材虽然具有优良的电气性能和加工性能，但散热性差，作为高发热元件的散热途径，几乎不能指望由PCB本身树脂传导热量，而是从元件的表面向周围空气中散热。但随着电子产品已进入到部件小型化、高密度安装、高发热化组装时代，若只靠表面积十分小的元件表面来散热是非常不够的。同时由于QFP、BGA等表面安装元件的大量使用，元器件产生的热量大量地传给PCB板，因此，解决散热的最好方法是提高与发热元件直接接触的PCB自身的散热能力，通过PCB板传导出去或散发出去。　　2、高发热器件加散热器、导热板当PCB中有少数器件发热量较大时(少于3个)时，可在发热器件上加散热器或导热管，当温度还不能降下来时，可采用带风扇的散热器，以增强散热效果。当发热器件量较多时(多于3个)，可采用大的散热罩(板)，它是按PCB板上发热器件的位置和高低而定制的专用散热器或是在一个大的平板散热器上抠出不同的元件高低位置。将散热罩整体扣在元件面上，与每个元件接触而散热。但由于元器件装焊时高低一致性差，散热效果并不好。通常在元器件面上加柔软的热相变导热垫来改善散热效果。　　3、对于采用自由对流空气冷却的设备，最好是将集成电路(或其他器件)按纵长方式排列，或按横长方式排列。　　4、采用合理的走线设计实现散热由于板材中的树脂导热性差，而铜箔线路和孔是热的良导体，因此提高铜箔剩余率和增加导热孔是散热的主要手段。评价PCB的散热能力，就需要对由导热系数不同的各种材料构成的复合材料一一PCB用绝缘基板的等效导热系数(九eq)进行计算。　　5、同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列，发热量小或耐热性差的器件(如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等)放在冷却气流的最上流(入口处)，发热量大或耐热性好的器件(如功率晶体管、大规模集成电路等)放在冷却气流最下游。　　6、在水平方向上，大功率器件尽量靠近印制板边沿布置，以便缩短传热路径;在垂直方向上，大功率器件尽量靠近印制板上方布置，以便减少这些器件工作时对其他器件温度的影响。　　7、设备内印制板的散热主要依靠空气流动，所以在设计时要研究空气流动路径，合理配置器件或印制电路板。空气流动时总是趋向于阻力小的地方流动，所以在印制电路板上配置器件时，要避免在某个区域留有较大的空域。整机中多块印制电路板的配置也应注意同样的问题。　　8、对温度比较敏感的器件最好安置在温度最低的区域(如设备的底部)，千万不要将它放在发热器件的正上方，多个器件最好是在水平面上交错布局。　　9、将功耗最高和发热最大的器件布置在散热最佳位置附近。不要将发热较高的器件放置在印制板的角落和四周边缘，除非在它的附近安排有散热装置。在设计功率电阻时尽可能选择大一些的器件，且在调整印制板布局时使之有足够的散热空间。　　10、避免PCB上热点的集中，尽可能地将功率均匀地分布在PCB板上，保持PCB表面温度性能的均匀和一致。往往设计过程中要达到严格的均匀分布是较为困难的，但一定要避免功率密度太高的区域，以免出现过热点影响整个电路的正常工作。如果有条件的话，进行印制电路的热效能分析是很有必要的，如现在一些专业PCB设计软件中增加的热效能指标分析软件模块，就可以帮助设计人员优化电路设计。以上就是散热的一些技巧方法，需要工程师在实践中不断积累。　　以上便是Ameya360电子元器件采购网对pcb电路板散热的相关介绍，希望对您有所帮助。
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发布时间：2022-05-26 09:28 阅读量：2667 继续阅读>>
如何设计一个好的PCB电路板 设计电路板需要哪些知识
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如何设计一个好的PCB电路板 设计电路板需要哪些知识

　　PCB板就是PrintedCircuitBlock,即印制电路板，供电子组件安插，有线路的基版。通过使用印刷方式将镀铜的基版印上防蚀线路，并加以蚀刻冲洗出线路。电路板的工作原理相信大家都很了解：利用基板绝缘材料，将表面铜箔导电层隔离开，让电流能沿着提前设计好的路线中游走在各种元器件中，从而实现诸如做功、放大、衰减、调制、解调、编码等功能。本文Ameya360电子元器件采购网收集整理了一些设计电路板的相关资料，期望能对各位读者有比较大的参阅价值。　　1.电容相关知识：　　铝电解电容的容量大，额定电压高，但适应工作温度环境较差，适合低频滤波的场合；　　钽电容具有较好的温度特性，具有较小的ESR和ESL，高频滤波特性较好，但其承受冲击电流的能力不行，一般在设计中要降额50%以上使用；　　陶瓷电容具有体积小、价格低和稳定性好的优点，广泛用于电源的高频滤波中，其容值较小，当需要大容值的电容时，需要考虑其他电容的类别。　　电容的去耦存在去耦半径的问题：容值与封装越小，其去耦半径越小。在PCB布局时，为保证小封装小电容对电源的有效去耦，电容应尽量靠近要去耦的电源引脚放置；容值与封装越大，其去耦半径越大，可以对较大区域的电源进行有效去耦，在大封装大容值的去耦电容布局时，可以同时管控多个电源引脚的去耦。　　2.电感相关知识：　　电感在电路设计中的特性主要表现为：滤除高频谐波，通直流、阻交流；阻碍电流的变化，保持器件工作电流的稳定。　　在进行电感选型时需要核对的电感参数有电感值、直流电阻、额定电流和自谐振频率（Q值最大的频率）　　一般电感值越大，对应的直流电阻越大；电感值越大，对应的谐振频率越小；电感值越大，对应的额定电流越小。　　3.磁珠相关知识：　　磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰还具有吸收静电脉冲的能力.　　磁珠在转折点频率以下，表现为电感性，反射噪声；在转折点频率以上，磁珠表现为电阻性，磁珠吸收噪声并转换为热能。　　电感与磁珠的不同点：　　（1）处理噪声的方式不同。电感和电容可以组成LC低通滤波电路，电容在电感和地之间构建一个低阻抗的路径，让高频噪声通过低阻抗路径将噪声导到地平面上。在LC低通滤波电路中，电感在处理噪声时，没有从根本上清除噪声；磁珠处理噪声的方式是在低频时，磁珠表现为感性，反射噪声，在高频时电阻特性为主要特性，磁珠中的电阻吸收高频噪声并转换为热能，能够从根本上消除噪声。　　（2）自身是否产生危害的影响。电感与电容组成LC滤波电路时，因为LC都是储能元件，所以两者可能会产生自激，给电路带来影响；而磁珠是耗能元件，自身不会自激，不会给电路带来噪声的影响。　　（3）滤波的频率范围不同。电感在不超过50MHz的低频段时，就有较好的滤波特性，频率再高时，滤波效果不好；而磁珠利用其呈现出来的电阻特性吸收高频噪声，滤波的频率范围要远大于磁珠。　　（4）器件直流压降的不同。电感与磁珠都有直流电阻，同样级别的滤波器，磁珠的直流电阻要小于电感，磁珠的压降也就小于同级别电感的压降。　　4.ESD　　在进行PCB设计时，要考虑ESD的防护，在走线时应遵循横平竖直的走线方向，空间允许时走线应尽量加粗；在PCB的边缘不要布置对噪声敏感的信号，如时钟信号、复位信号等；当PCB由多层构成时，敏感走线尽可能要有良好的参考地平面；对于滤波器、光耦合器、弱信号走线，应尽可能加大走线之间的距离；长距离的走线需要进行滤波处理；根据ESD的防护，应适当增加屏蔽罩。　　ESD对接口与保护可以遵循如下设计规则：　　（1）一般电源防雷保护器件的顺序是压敏电阻、熔丝、抑制二极管、EMI滤波器、电感或共模电感，对于原理图缺失上面任意器件的则顺延布局。　　（2）一般接口信号保护器件的顺序是ESD(TVS管)、隔离变压器、共模电感、电容和电阻，对于原理图缺失上面任意器件的则顺延布局。　　（3）严格按照原理图的顺序进行“一字形”布局　　（4）电平变换芯片要靠近连接器放置。　　（5）易受ESD干扰的器件，如NMOS和CMOS器件等，应判断是否已尽量远离易受ESD干扰的区域（如单板的边缘）。　　（6）浪涌抑制器件（TVS管、压敏电阻）对应的信号走线在表层应短且粗（一般距离在10mil以上）　　（7）不同接口之间的走线要清晰，不要互相交叉，接口线到所连接的保护和滤波器件距离要尽量短，接口线必须经过保护或滤波器件再到信号接收芯片。　　（8）接口器件的固定孔要接到保护地上，连接到机壳的定位孔、扳手要直接接到信号地。　　（9）变压器、光耦合器等器件输入与输出信号的地要分开。　　5.PCB散热处理　　一些发热大的器件，一般会有专用的散热焊盘，要适当在散热焊盘上添加过孔，为利于散热，散热用的过孔都要做阻焊开窗处理。　　6.PCB板框　　无论是布局、布线还是内层平面的敷铜处理，相对板框都要内缩一定距离，内缩的尺寸可以依据设计的要求进行选择，如无特殊说明，敷铜时相对板框内缩0.5mm即可。　　四层板设计，若中间两层为电源层和地层，要设置内缩，从而减少电磁辐射。　　在实际的PCB设计中，走线主要有两种模型：微带线和带状线。微带线是走在电路板顶层或者底层的信号线，带状线是走在电路板内层的信号线。　　蛇形线会破环信号质量，改变传输延时，因此布线时要尽量避免使用。但在实际设计中，为了保证信号有足够的保持时间，或为了减少同组信号之间的时间偏移，往往不得不故意进行绕线。信号在蛇形线上传输时，相互平行的线段之间会发生耦合，呈差模形式，S越小，Lp越大，则耦合程度也越大，可能会导致传输延时减小，以及由于串扰而大大降低信号的质量。　　关于处理蛇形线时的几点建议：　　（1）尽量增加平行线段的距离（S），至少大于3H，H指信号走线到参考平面的距离。通俗地说就是绕大弯走线，只要S足够大，就几乎能完全避免相互的耦合效应。　　（2）减小耦合长度Lp，当两倍的Lp延时接近或超过信号上升时间时，产生的串扰将达到饱和。　　（3）带状线或埋式微带线的蛇形线引起的信号传输延时小于微带线。理论上，带状线不会因为差模串扰影响传输速率。　　（4）高速及对时序要求较为严格的信号线，尽量不要走蛇形线，尤其不能在小范围内蜿蜒走线。　　（5）在空间允许的情况下，可以采用任意角度的蛇形走线，能有效减少相互间的耦合。　　（6）高速PCB设计中，蛇形线没有所谓滤波或抗干扰的能力，只可能降低信号质量，因此只做时序匹配之用而无其他目的　　（7）有时可以考虑螺旋走线的方式进行绕线，仿真表明，其效果要优于正常的蛇形走线。　　（8）蛇形走线的转角采用45°转角或圆形转角。　　在最基本的PCB电路板上，零件基本集中在一侧，导线集中在另一侧。由于导线只出现在一侧，这种PCB被称为单面板。多层板，多层有导线，必须在两层之间有适当的电路连接。电路之间的桥梁叫作导孔（via）。电路板的基本设计过程可分为以下四个步骤：　　（1）电路原理图的设计---电路原理图的设计主要是利用ProtelDXP的原理图编辑器来绘制原理图。　　（2）生成网络报表——网络报表：显示电路原理与电路中各个元器件之间的连接关系。它是电路原理图设计和电路板设计之间的桥梁和纽带。通过电路原理图的网络报表，可以快速找到元件之间的连接，为以后的PCB设计提供方便。　　（3）印刷电路板的设计---印刷电路板的设计即我们通常所说的PCB设计，它是电路原理图转化成的最终形式，这部分的相关设计较电路原理图的设计有较大的难度，我们可以借助ProtelDXP的强大设计功能完成这一部分的设计。　　（4）生成印刷电路板报表——印刷电路板设计完成后，还有最后一道工序需要完成，那就是生成报表：电路板信息报表、生成引脚报表、网络状态报表等，最后打印印刷电路图。　　以上就是Ameya360关于电路板的工作原理和设计步骤介绍！希望可以给您提供一些帮助！
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发布时间：2022-05-13 11:33 阅读量：2054 继续阅读>>

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