Ang pagdidisenyo ng anumang PCB ay mahirap, lalo na habang ang mga device ay lumiliit at lumiliit. Ang high-current na disenyo ng PCB ay mas kumplikado dahil mayroon itong lahat ng parehong mga hadlang at nangangailangan ng karagdagang hanay ng mga natatanging kadahilanan upang isaalang-alang.
Hinuhulaan ng mga eksperto na ang demand para sa mga high-power na device ay malamang na tumaas upang makamit ang double-digit na taunang mga rate ng paglago para sa Industrial iot sa 2030. Narito ang pitong hakbang upang ma-optimize ang disenyo ng PCB sa high-current electronics para sa trend na ito.

1. Tiyakin ang sapat na laki ng cable
Ang laki ng linya ay isa sa pinakamahalagang pagsasaalang-alang sa disenyo para sa mataas na kasalukuyang PCBS. Ang mga kable ng tanso ay madalas na pinaliit para sa mas compact na mga disenyo, ngunit hindi ito gumagana sa mas mataas na agos. Ang isang maliit na cross section ay maaaring humantong sa pagkawala ng kuryente sa pamamagitan ng pag-alis ng init, kaya ang isang angkop na malaking sukat ng track ay kinakailangan.
Maaari mong baguhin ang cross-sectional area ng wire sa pamamagitan ng pagsasaayos ng dalawang salik: ang lapad ng wire at ang kapal ng tanso. Ang pagbabalanse sa dalawang ito ay ang susi sa pagbabawas ng konsumo ng kuryente at pagpapanatili ng perpektong sukat ng PCB.
Gamitin ang PCB Line Width calculator upang malaman kung aling mga lapad at kapal ang sumusuporta sa uri ng kasalukuyang kinakailangan para sa iyong device. Kapag ginagamit ang mga tool na ito, mag-ingat sa pagdidisenyo ng laki ng mga kable upang suportahan ang mas matataas na alon kaysa sa tingin mo na kailangan mo.

2. Pag-isipang muli ang paglalagay ng bahagi
Ang layout ng bahagi ay isa pang mahalagang pagsasaalang-alang sa high-current na disenyo ng PCB. Ang mga MOSFET at mga katulad na bahagi ay gumagawa ng maraming init, kaya mahalagang panatilihing nakahiwalay ang mga ito sa iba pang mainit o sensitibong temperatura hangga't maaari. Ito ay hindi laging madali kapag nakikitungo sa mga pinababang form factor.
Ang mga amplifier at converter ay dapat panatilihin sa isang naaangkop na distansya mula sa mga MOSFET at iba pang mga elemento ng pag-init. Bagama't maaaring nakatutukso na mapanatili ang isang high power zone sa gilid, hindi nito pinapayagan ang pantay na pamamahagi ng temperatura. Sa halip, inilalagay ang mga ito sa mga tuwid na linya sa buong board upang mapanatili ang enerhiya, na ginagawang mas pantay ang init.
Sa pamamagitan ng paglapit muna sa mga pinaka-maimpluwensyang lugar, mas madaling matukoy ang mga perpektong bahagi. Una, tukuyin ang perpektong lokasyon para sa mga bahagi na may mataas na temperatura. Kapag alam mo na kung saan ilalagay ang mga ito, maaari mong gamitin ang natitira upang punan ang mga puwang.

3.I-optimize ang pamamahala sa pagwawaldas ng init
Katulad nito, ang mataas na kasalukuyang PCBS ay nangangailangan din ng maingat na pamamahala ng thermal. Para sa karamihan ng mga application, nangangahulugan ito na panatilihin ang panloob na temperatura sa ibaba 130 degrees Celsius para sa glass transition temperature ng FR4 laminates. Makakatulong ang pag-optimize sa paglalagay ng bahagi, ngunit ang iyong mga hakbang sa pag-minimize ng init ay dapat tumigil doon.
Ang natural na convection cooling ay maaaring sapat para sa mas maliit na consumer electronics PCBS, ngunit maaaring hindi sapat para sa mas mataas na power application. Maaaring kailanganin ang mga mekanikal na radiator. Nakakatulong din ang aktibong pagpapalamig gaya ng mga bentilador o mga liquid cooling system sa paligid ng mga MOSFET. Gayunpaman, maaaring hindi sapat ang laki ng ilang disenyo ng device para ma-accommodate ang mga tradisyonal na radiator o aktibong pagpapalamig.
Para sa mas maliit ngunit mataas na pagganap ng PCBS, ang pagwawaldas ng init sa pamamagitan ng mga butas ay isang kapaki-pakinabang na alternatibo. Ang isang mataas na conductive na metal na may sunud-sunod na mga butas na ibinuhos ay mag-aalis ng init mula sa mga MOSFET o katulad na mga bahagi bago ito umabot sa mas sensitibong mga lugar.

4.Gumamit ng mga tamang materyales
Malaki ang pakinabang ng pagpili ng materyal kapag nag-o-optimize ng thermal management at tinitiyak na ang mga bahagi ay makatiis ng mas mataas na agos. Nalalapat ito sa mga bahagi at substrate ng PCB.
Bagama't ang FR4 ay ang pinakakaraniwang substrate, hindi ito palaging ang pinakamahusay na pagpipilian para sa mga high-current na disenyo ng PCB. Ang metal-core na PCBS ay maaaring mainam dahil binabalanse nila ang pagkakabukod at pagiging epektibo ng gastos ng mga substrate tulad ng FR4 na may lakas at pag-aalis ng temperatura ng mataas na conductive na mga metal. Bilang kahalili, ang ilang mga tagagawa ay gumagawa ng mga espesyal na laminate na lumalaban sa init na maaari mong isaalang-alang.
Muli, dapat ka lamang gumamit ng mga bahagi na may mataas na halaga ng thermal resistance. Minsan, nangangahulugan ito ng pagpili ng mga materyales na mas lumalaban sa init, habang sa ibang mga kaso ay nangangahulugan ito ng paggamit ng mas makapal na mga bahagi ng parehong materyal. Aling opsyon ang pinakamainam ay depende sa laki ng iyong PCB, badyet, at mga available na supplier.

5. Pagbutihin ang proseso ng kontrol sa kalidad
Ang pagiging maaasahan ng mataas na kasalukuyang PCBS ay isang bagay din ng paghahanap ng mga error sa produksyon. Kung ang proseso ng pagmamanupaktura ay hindi mahanap at matugunan ang mga depekto na nakakabawi sa mga pakinabang nito, kung gayon ang apat na pagpipilian sa disenyo sa itaas ay hindi magbubunga ng maraming pagpapabuti. Mahalaga rin ang mas maaasahang mga pagsusuri sa kalidad para sa mga pag-ulit ng prototype.
Ang paggamit ng mga tamang tool upang suriin ang kalidad ng isang PCB ay isa sa pinakamahalagang pagsasaalang-alang sa larangan. Ang mga digital optical comparator bilang mga template at mga takip ay higit na gumaganap sa mga tradisyonal na pamamaraan habang ang mga ito ay lumalawak at bumababa sa paglipas ng panahon, na humahadlang sa kanilang pagiging maaasahan. Dapat mo ring isaalang-alang ang mga tool na madaling i-automate para mabawasan ang panganib ng pagkakamali ng tao.
Anuman ang mga partikular na pamamaraan at diskarte na iyong ginagamit, ang pagsubaybay sa lahat ng mga depekto ay kritikal. Sa paglipas ng panahon, ang data na ito ay maaaring magbunyag ng mga uso sa paglitaw ng mga problema, na nagbibigay ng mas maaasahang mga pagbabago sa disenyo ng PCB.

6.Paggawa ng disenyo
Ang isang katulad ngunit madalas na hindi napapansin na kadahilanan sa mataas na kasalukuyang disenyo ng PCB ay ang pagtiyak ng kadalian ng paggawa. Kung ang mga error sa produksyon ay karaniwan na ang aparato ay bihirang nakakatugon sa mga pagtutukoy sa papel, hindi mahalaga kung gaano maaasahan ang PCB sa teorya.
Ang solusyon ay upang maiwasan ang labis na kumplikado o masalimuot na mga disenyo hangga't maaari. Kapag nagdidisenyo ng high-current na PCBS, isaisip ang iyong proseso ng pagmamanupaktura, isinasaalang-alang kung paano maaaring gawin ng mga workflow na ito at kung anong mga problema ang maaaring lumitaw. Kung mas madali kang makagawa ng mga produktong walang error, mas magiging maaasahan ang mga ito.
Ang hakbang na ito ay nangangailangan ng malapit na pakikipagtulungan sa mga stakeholder ng produksyon. Kung hindi mo pinangangasiwaan ang pagmamanupaktura sa loob ng bahay, isali ang iyong mga kasosyo sa produksyon sa yugto ng disenyo upang makuha ang kanilang input sa mga potensyal na isyu sa paggawa.

7. Gamitin ang teknolohiya sa iyong kalamangan
Ang mga bagong pamamaraan sa pagpaplano at produksyon ay maaaring gawing mas madali ang pagbabalanse sa mga pagsasaalang-alang na ito. Ang 3D printing ay nagpapakilala ng higit na kakayahang umangkop sa disenyo upang suportahan ang mas kumplikadong mga layout ng PCB nang walang mga error sa produksyon. Ang katumpakan nito ay nagbibigay-daan din sa iyo upang matiyak na ang tansong mga kable ay sumusunod sa isang kurba sa halip na isang tamang Anggulo upang bawasan ang haba nito at mabawasan ang paggamit ng kuryente
Ang artificial intelligence ay isa pang teknolohiya na sulit na siyasatin. Ang mga tool ng AI PCB ay maaaring awtomatikong maglagay ng mga bahagi o i-highlight ang mga potensyal na problema sa disenyo upang maiwasan ang mga error na lumitaw sa totoong mundo. Maaaring gayahin ng mga katulad na solusyon ang iba't ibang mga kapaligiran sa pagsubok upang suriin ang pagganap ng PCBS bago gumawa ng mga pisikal na prototype.

Ang mataas na kasalukuyang disenyo ng PCB ay nangangailangan ng pag-iingat
Ang pagdidisenyo ng isang maaasahang high-current na PCB ay hindi madali, ngunit hindi ito imposible. Ang pagsunod sa pitong hakbang na ito ay makakatulong sa iyong i-optimize ang iyong proseso ng disenyo upang lumikha ng mas mahusay na mga high-power na device.
Habang lumalaki ang Industrial Internet of Things, ang mga pagsasaalang-alang na ito ay magiging mas mahalaga. Ang pagyakap sa kanila ngayon ang magiging susi sa patuloy na tagumpay sa hinaharap.