印制板通流及温升的实验分析.pdf

光电通讯网 www.oecomm.cpm 丰富的开发资源，丰富的技术交流，硬件设计者的网上家园 光电通讯网 www.oecomm.cpm印制板通流及温升的实验分析印制板通流及温升的实验分析 光电通讯网出品 光电通讯网 丰富的开发资源 丰富的技术交流 硬件设计者的网上家园 2004-07-05 丰富的开发资源，丰富的技术交流，硬件设计者的网上家园 2004-7-1 光电通讯网 www.oecomm.cpm 丰富的开发资源，丰富的技术交流，硬件设计者的网上家园 光电通讯网 www.oecomm.cpm硬件设计人员时常遇到这样的问题：PCB 板上通过大电流的铜箔应该布多宽？布得细 了，PCB 发热甚至燃烧；布得宽了，又占面积，影响其它走线有关资料规定：一般裸铜 线的通流量为 5A/mm2，变压器绕制漆包线的通流量为 2.5A/ mm2，没有 PCB 板铜箔通流量 的规定 那么印制板上铜箔的通流量是多少呢？带着这个问题， 我们查询了大量资料并专门 做了个实验 实验方法是选用双面板上不同的印制板铜箔施以大小不等的直流电流， 用红外测温仪测 量铜箔表面温升 同样根据 IEC326-3（1991）标准中的公式也可以计算铜箔表面温升，公式如下： 222whIT ⋅⋅⋅=∆ αρ上式中ρ代表电阻率（铜取值1.8×10-5Ω‧ mm） ， I代表电流（A） ，w代表铜箔宽度 （mm） ，h代表铜箔厚度（mm） ，α代表热传导系数（取值0.8~1.8×10-5W/ mm2‧℃） 。

将实验测量值与理论计算值对比结果如下表 序号 电流 A 宽度 mm 厚度 mm 截面积mm2 通流量A/ mm2导体长度mm电阻率 Ω‧ mm热传导系数W/ mm2‧℃温升℃ （实测） 温升℃（计算）1 26 4 0.06 0.14 130.00 1801.8×10-51.8×10-5>100 352 2 8.5 4 0.06 0.14 42.50 1801.8×10-51.8×10-516 383 4.5 4 0.06 0.14 22.50 1801.8×10-51.8×10-55 10.5 4 4.5 4 0.06 0.14 22.50 901.8×10-51.8×10-55 10.5 5 26 16 0.06 1.12 32.50 501.8×10-51.8×10-514 26 6 40 30 0.06 2.1 26.67 7001.8×10-51.8×10-512 187 15 30 0.06 2.1 10.00 7001.8×10-51.8×10-53 2.5 8 8 30 0.06 2.1 5.33 7001.8×10-51.8×10-51 0.7 9 5 30 0.06 2.1 3.33 7001.8×10-51.8×10-50.5 0.3 10 20 30 0.06 1.8 11.11.8×10-51.8×10-5 4.4注：采用的印制板为 1 盎司厚，铜箔厚度为 35μm，经电镀可达到 60μm，热传导系数取非常良好的条件，为 1.8×10-5W/ mm2‧℃。

通过实验和计算的结果对照可以得出以下结论与建议： 1. 实验实测值与理论计算值基本相当，所有实测值均小于计算值，是因为实验室散热 条件很好（周围无其它发热体）且测量时间较短所致（只有 5 分钟） 实际设备中因 散热条件相对不佳而发热会大些 2. 印制板铜箔的发热温升与长度无关，从公式中和表中 3、4 项测试结果均可得出，因 此不能以印制线路较短为借口而忽视发热 3. 印制板铜箔的发热温升与电流的平方成正比，电流增大时温升很快 4. 印制板铜箔的发热温升与宽度的平方及厚度成反比，所以增大宽度最有利于散热， 只有在面积局限时才考虑增加厚度 5. 单位截面通流量与散热没有绝对的比例关系，但基本成正变关系，因为截面积相同 而宽度不同时发热不同， 从表中看出， 如果要保证 3℃左右温升， 则通流量应在 10 A/ mm2以下； 印制板非功率部件， 我们建议温升在 3℃以内， 也就是说通流量应在 10A/ mm2以下，此时发热与本身散热会很快平衡且不会对周围电路有较大影响 6. 以上方法不仅可以估算温升，也可以反过来估算 PCB 布线宽度例如用一块 1 盎司 铜厚的铜箔布线， 通过 20A 直流电流要保证 3℃以内温升则铜箔宽度至少需要 30mm丰富的开发资源，丰富的技术交流，硬件设计者的网上家园 2004-7-1 光电通讯网 www.oecomm.cpm 丰富的开发资源，丰富的技术交流，硬件设计者的网上家园 光电通讯网 www.oecomm.cpm宽。

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