在较小的数字系统中，高电流或高电压运行的系统面临着一系列独特的挑战。操作热量或静电放电，操作员可能会暴露在不安全的环境中。但是，正确的PCB设计决策有助于降低与电力电子设备交互的风险。本指南将介绍高电流电路板设计中应考虑的一些基本设计要点。在某些情况下，大电流电路板设计的布局和安全考虑与高压设计相似，特别是当我们考虑安全时。
大电流电路板布局的基础知识
有一些高电流PCB一个很好的设计例子，它们不一定在高压下工作。此外，高电压和高电流的概念有点武断。区分这些类型设计的更好指标可能是安全性。如果直流电流有触电或过热的风险，您可能需要应用一些设计原则来确保安全和可靠性。
元件选择
大电流设计和电源系统通常从组件中获得大部分可靠性。虽然听起来很明显，但请确保在选择过程中考虑组件的安全裕度。一般建议先看两个规格:
特别是额定电流MOSFET和电感元件
热阻值(如有)
您可以使用估计或设计的工作电流来确定功耗，或者使用上述第一个规格来获得较差的值。两者都有助于热管理，需要使用热阻值来估计温度。对于某些组件，您可以确定是否需要散热器来确保可靠性。
其他对大电流电路板非常重要的部件（如连接器）可能具有非常高的额定值，在电源系统中非常有用。以下是两个可以处理高电流的机械螺钉端子连接器的例子。
选择合适的铜重量
行走中使用的铜的电阻会产生一些直流功率损失，这些损失会以热量的形式消失。对于非常大的电流设计，这变得非常重要，特别是当组件密度非常高时。防止大电流PCB中直流损失的方法是使用横截面积较大的铜。这意味着，要么需要更重的铜，要么需要更宽的走线以保持足够低的焦耳热和功率损耗。使用PCB确定铜重量和/或电流表，以防止过度温升。
变大：使用平面而不是轨迹
如果您必须将非常高的电流输入到电源系统中，而布线太宽，无法满足您的需求，请使用电源层而不是布线。例如，我们过去所做的Eurocard在格式背板中，我们从两个特殊的低压(24)中使用多个电源层 V）电源提供100 A当您需要支持极端电流时，您可以在其他系统中使用相同的策略。
覆铜散热孔
在空气停滞的电路板外壳中，如果只依靠传导或自然对流，热量很难从设备中转移。通过向平面层提供热通孔，可以放置在表面有铜的电路板上(GND) 提供额外的热传递，以远离某些组件。这可用于靠近热元件或接线的电路，以提供远离表面层的额外热传导，但不应用于需要隔离的电源变压器的主次匝之间。
虽然散热孔有利于针对特定组件，但更好的策略是考虑如何使用大散热器或直接传导路径到外壳来提供高散热。下面显示了一组并联MOSFET的示例。
注意地面
大电流系统可能需要采取相同类型的安全故障措施。通过适当的接地策略，可以在一定程度上实现安全EMI。通常，您不应该划分接地，但高电流和/或高电压的电力系统是一个例外。接地需要在输入交流、非稳压直流和稳压直流之间分离。
一个很好的起点是交流系统或隔离电源中的接地策略。通常，对于大电流电源系统，您将使用三线直流布局（PWR、COM、GND），其中GND连接实际上是接地连接。在输出侧和GND断开连接，输入侧接地，确保故障安全。
使用较厚的电路板
乍一看，这似乎违背了直觉。你会认为更薄的电路板可以提供更好的远离组件的传输，那么为什么要使用更厚的电路板呢。事实上，当使用非标准板厚时，表面的热阻会更低，板的热质量也会更高。厚电路板（2或3mm）也可以为大电流电路板的大部件提供更大的机械支撑，特别是安装在板上的电感元件和大型散热器。
ESD和安全
这部分DC存在一系列问题，特别是在电力系统中，特别是在高压和高电流下运行的设计中。了解高压下运行的电源系统ESD更多保护信息，请阅读常见信息ESD电路设计指南。