¿Cómo elegir el ancho de traza para PCB de muy alta corriente?

Actualmente estoy diseñando un diseño de PCB para el proyecto de alta corriente y alto voltaje de mi equipo y tengo problemas para elegir el ancho de mi trazo.

El circuito está compuesto por 12 inductores colocados en serie con trazas cortas que los conectan entre sí (alrededor de 5 mm de longitud máxima). Estamos alimentando pulsos de 10 μs a ~300 A/1000 V a una velocidad máxima de 10 pulsos por segundo descargando bancos de condensadores en las bobinas. Los capacitores son recargados por una fuente externa.

He buscado recursos sobre el tema, pero nada de lo que pude encontrar se aplica al nivel de corriente y voltaje que estamos aplicando.

¿Existe una regla para determinar el ancho de la traza para pulsos de corriente muy alta?

Buscando en Google una calculadora de tamaño de traza suficientemente rica en características
IPC-2222 e IPC-2152.
¿Podría usar separadores soldables (por ejemplo, de latón) atornillados en la placa y alambre de cobre grueso entre ellos en lugar de usar una PCB como conductor? De esa manera, aún puede monitorear los voltajes entre los inductores si lo desea, y podría ser más fácil reemplazar un inductor explotado.
@AndrewMorton Lamentablemente, eso no es posible porque necesitamos que sea lo más pequeño posible. De hecho, usamos esa técnica para nuestro desarrollo inicial.

Respuestas (3)

No es la corriente lo que importa, es el calor. La corriente calentará tu cobre encima del FR4.

El calor generado es la resistencia al tiempo actual al cuadrado de (traza + juntas de soldadura + cables de componentes). El cuadrado allí es lo que hace que las altas corrientes sean tan aterradoras, incluso con el ciclo de trabajo de 1:10k que tiene en el lado positivo de la hoja de balance.

Así que estoy muy de acuerdo con la respuesta de Dan: un rastro adecuado para una corriente continua de 10A debería funcionar. "Adecuado" significa que el calor no aumenta la temperatura de su PCB más de lo que permiten sus especificaciones. Lo cual, como de costumbre, depende de muchos factores, como el tipo de PCB, las fuentes de calor generales, cómo se disipa el calor al medio ambiente, etc.

hase

10us pulsos a 10 Hz, ¿entonces un ciclo de trabajo de 0.0001?

300A, entonces I^2T es 90000 * 0.0001 = 90.

Raíz cuadrada de 90 = ~ 9.5, por lo que necesita como mínimo una pista que pueda manejar 10A continuos (usaría algo bueno para algunas veces eso, tal vez en función del tamaño de las almohadillas del inductor), trabajo hecho.

Ahora encontrando inductores para tomar ese abuso. buena suerte.

Saludos, Dan.

Gracias por la info! En cuanto a los inductores, estamos usando bobinas personalizadas hechas con #30 AWG, hasta ahora no hemos tenido ningún problema.

Pensaría en usar PCB con cobre grueso, 70 o incluso 105 µm en lugar de 35 µm. Algunos fabricantes ofrecen placas con cobre de 210 o 400 µm. Si un trazo de 20 mm de ancho y 35 µm de grosor es demasiado grande, piense en trazos de 2 mm de ancho con 400 µm.