大电流功率电路的PCB设计要点分享

今天和大家分享一下大电流功率信号的PCB设计知识点。在我们常规认识和学习中，可能大多数人一说模拟信号都是连续的小信号，如声音信号。其实还有一种模拟信号需要我们关注，那就是大电流的功率电路中PCB设计时要注意。典型应用是电源，电机等电流变换，或者带大电流负载的场合。

要点1：什么样的信号当做功率信号处理?

一般功率信号都是相对于数字信号和模拟小信号而言的，比如常用的数字器件是逻辑芯片，MCU芯片，232收发器芯片，ADC芯片等等，这种耗电量都比较低，在设计时，基本上常规走线都可以满足其电流消耗。功率电路都是电流比较大的电流路径，没有固定的规定要求，是一个相对概念，一般需要硬件工程师来评估，给大家一个参考，就是我个人习惯于归类将信号0.5-1A的信号的，参照功率路径简单处理。电流大于1A的，按照功率信号处理，而超出1A越大，需要考虑的因素就要更多一些，处理的手段也就要多一些。

要点2：大电流功率信号走线要注意什么?如何处理?

首先，由于大电流的存在，导致功率地在流经大电流时会有扰动，其次，在大电流的变化过程中，很容易产生EMC干扰辐射。因此在大电流的PCB设计时，要注意以下几点：

(1)大电流路径和小信号，数字器件尽量分开布局，避免相互干扰。

(2)在PCB走线时，尽量不要把大电流路径和数字信号交叉走线，避免相互干扰。尤其是模拟采集ADC这种信号，要尽量远离大电流的路径范围。

(3)大电流路径尽量用铺实心铜处理，一是电流载流量比较大，二是会有比较好的散热效果，三是避免走线阻抗大，有较大电压降落在走线上。

(4)注意大电流产生的热量，热量的累积会产生器件损坏，产品损坏，大电流的功率路径更是要小心，一般会大面积铺铜(铜皮是很好的热导体)，多打过孔(要尽量连接铜皮或者散热焊盘，越大的孔散热越好，但是不要使用机械孔)，把外部阻抗焊层挖开，让铜皮直接裸露，在PCB设计散热区域使用散热片等方式，来加快散热。

(5)在布局是要考虑，大电流的EMC辐射问题，要注意隔离和屏蔽大电流开关过程中对周围的辐射。因此大电流路径尽量短，而且要仔细规划路径，远离易受干扰的器件(信号干扰和热影响)放置。

审核编辑：汤梓红