通常，設計人員只關注電源組件和最大化使用能量的最佳技術。但是他們忘記了研究最好的 PCB 解決方案及其相關的最佳電子元件布置。最近，項目已經基于采用能夠承受大工作功率的高度集成的組件。高電流和電壓的管理需要非常復雜的技術挑戰(zhàn)。印刷電路板是熱量必須通過的第一個障礙，它們需要以最佳方式進行設計。

　　設計人員必須考慮各個方面，例如，軌道的最佳位置、最佳間距，最重要的是，它們在以最佳方式運行的同時承受高電流的能力。第一個基本規(guī)則涉及以初步的方式突出顯示，最大功率路徑以及將填充它們的功率組件。事實上，軌道會受到高溫的影響，并且由于銅的高導電性和導熱性，高溫很容易侵入電路的所有區(qū)域。為了使走線的計算和分析復雜化，還有其他參數，例如 PCB 使用的材料、設計周圍的環(huán)境溫度、板上組件的密度以及使用的冷卻技術。 元器件的定位也決定了大功率電路的成敗。在特別關鍵的熱條件下工作的那些必須均勻分布在電路上以改善熱管理。設計師必須特別注意軌道的路徑。必須考慮與電流和溫度升高相關的斜坡的最小寬度。如果可能的話，與技術上可能的最小寬度相比，稍微增加軌道的寬度總是更好。走線的計算不僅涉及其寬度，還涉及銅的厚度。具有較大銅厚度的集管允許在相同條件下減小它們的寬度。下表（見圖表 具有較大銅厚度的集管允許在相同條件下減小它們的寬度。下表（見圖表 具有較大銅厚度的集管允許在相同條件下減小它們的寬度。下表（見圖表圖 2）顯示了印刷電路走線的最小寬度，知道必須通過它的電流。同一張表是指銅厚為 35 微米的 PCB，最大期望溫升為 10°C。

圖 2：該圖顯示了與傳輸中電流相關的走線寬度

　　顯然，對于 10 A 以上的電流，采用其他方法比使用簡單的 PCB 更方便。設計師可以使用的一個方便的公式，記住采用 35 微米的銅厚度，如下所示：

　　在圖 3中，我們可以觀察到與 USB 隨身碟相比，PCB 走線的各種寬度的一些表示。該圖還顯示了最常見電纜的直徑，以及它們支持的電流。

圖 3：不同尺寸的 PCB 軌道和電纜

　　另一方面，圖 4顯示了由不同寬度的銅跡線形成的假設 PCB 的模擬。它們通過相同的電流值，盡管受到相同的對流冷卻，但它們的工作溫度不同。簡而言之，可以看出，較寬的軌道保持較冷，傳輸和對流冷卻的電流相同。

圖 4：當流過相同數量的電流時，PCB 中銅跡線的不同行為。

　　首先是電源轉換效率。轉換效率是指電源的輸出功率與實際消耗的輸入功率之比，在實際應用中，電能不能完全轉化，中間會有一定的能量消耗，所以，無論哪種電路，在電源轉換中必然存在效率問題。對于線性電源，需要考慮 LDO 的散熱問題；對于開關電源，要考慮開關管的損耗問題。

　　其次，有能量損耗就必然會產生熱量，這就涉及到散熱的問題。除此之外，隨著負載變重，促使電源芯片的功耗加大，所以，在電源設計中熱分布是個不得不考慮的問題。

　　再者是電源平面完整性設計。保持電源的完整性，就是保持電源的穩(wěn)定供電。在實際系統(tǒng)中，總是存在不同頻率的噪聲。比如 PWM 的固有頻率或 PFM 可變頻率控制信號，快速的 di/dt 會產生電流波動的信號，所以一個低阻抗的電源平面設計是必要的。

　　最后是 EMI（電磁干擾）問題。開關電源在不斷的開和關就會產生開關噪聲，如果在設計過程中沒有考慮回路電感問題，過大的回流路徑會產生 EMI 問題。

　　結論

　　在電源電路的計算和分析中，通常會忽略電纜和 PCB。

　　設計師應該特別注意它們，因為有效的設計有助于避免許多沒有扎實的初步準備就無法解決的問題。

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