在PCB中选择和放置高功率连接器
我早期的pcb专注于功能，我承认我并不总是关注技术规格。当你制作一个高电流的PCB时，空气中开始弥漫着塑料燃烧的美妙气味，这是令人尴尬的。我很困惑为什么会发生这种情况，直到我开始阅读PCB连接器的数据表。
您可能会受到单纯基于外观或形式因素为pcb选择高功率连接器的诱惑，但在为电力电子产品选择连接器时，还有其他重要的要点需要考虑。
为pcb选择高功率连接器
对于高功率系统，您仍然需要考虑到您的电路板所需的引脚数量和连接类型。然而，还有其他方面当然更重要，以便确保可靠性连接器本身和它在电路板上形成的连接。在电力系统中，人们最不需要的就是电路板加热和塑料部件起火。
对于用于pcb的高功率连接器，当前容量和工作温度是最明显的考虑点。但是，连接器还有其他一些重要方面需要考虑。连接器中的温升与连接器的接触电阻有关，因此在为电源连接选择连接器时，了解接触电阻是很重要的。
一些低质量的连接器可以承受几安培或更多的电流而没有问题，但它们的接触电阻可能相对较高，达到毫欧姆水平。这是复杂的事实，一些连接器可能有很大的不同的接触电阻，制造商只列出一个最大接触电阻，而不是一个平均值和公差。这意味着IR降在设计过程中很难预测跨连接器。
对于交流电力电子设备，您还需要考虑到频率限制。有些连接器具有感应阻抗，这意味着在更高的频率下连接器中的功耗将增加。最大频率的报价是为了确保您的单板在当前容量下运行时耗散安全水平的功率。这有助于将操作温度保持在安全水平。
最后，如果不提到占空比，我们就会疏忽大意。这与数字信号的开/关比无关。确切地说，这是指连接器与电缆断开的次数。对于高功率系统，这往往是一个较少的考虑，因为这些电缆很少断开。
设计与董事会的连接
如果你查看一些用于pcb的高功率连接器的选项，你会注意到这些选项中的许多是通孔组件而不是SMT组件。这是有原因的。通孔连接器在电流容量和工作温度相当的情况下，比SMT连接器占用更少的安装空间。SMT连接器需要更大的焊盘和更厚的铜，而通孔连接器可以焊接到电镀安装孔。
SMT连接器需要大型焊锡焊盘，正如在工业照明的高功率LED中所见。
其他连接器将是带有螺纹柱的通孔安装组件，这意味着它们将需要用螺栓连接到板上，以提供紧密连接。这些连接器非常坚固，通常用于必须适应非常高的电流水平，否则可能损坏的板焊点．一些例子包括在航空航天和军事系统中的应用。
容纳通孔连接器意味着您将需要镀安装孔在您的板，这是一个好主意，延伸这些安装孔的所有方式通过您的堆叠。这些安装孔应包括表层的环形环。对于螺栓通孔连接器，确保将环形环伸出足够远，以匹配螺栓和垫圈的尺寸。当你工作在更高的电流，你将需要使用更高的铜重量电镀这些安装孔。
当权力到达董事会时会发生什么?
即使您已经选择了具有正确的电流承载能力的连接器，为其正确地设计了安装件，正确地组装了板，并使用了通向连接器的正确线规，如果设计不能够承受大电流和高散热，板可能会失败。IPC-2221A标准提供了一个通用公式，用于计算在给定重量下，铜痕量产生20°C温升的电流承载能力。
一些专门为电力系统生产pcb的制造商提供的铜非常重，超过每平方英尺100盎司。如果你的电路需要承受几百安培和几十千瓦的散热，那么你将需要走这个极端的路线，以确保你的电路板不会烧毁。一旦达到千安培的电流水平，就会使用非常厚的迹线(以英寸为单位)，在PCB上工作很快就变得不切实际了。
这些情况是不常见的，可以在运行在极高直流电压和电流的系统中发现。在交流电源系统中，变压器的输出电流和电压是成反比的，因此可以很容易地降低电流，使其对特定的电路板足够安全。然而，在这些板中耗散的功率仍然是电压和电流的乘积。如果迹线太近，相邻迹线之间的高电压会导致电介质破裂，导致强烈放电，并造成极端的火灾危险。
防静电火花会迅速烧毁您的电路板
为大功率系统选择和放置合适的连接器是很容易的正确的PCB布局和设计软件全套的设计工具。设计的特点在于Allegro PCB设计师抑扬顿挫的分析工具帮助您布局和验证电力电子系统中的电源完整性。您可以找到和放置高功率连接器在您的pcb快速和容易。
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