對于PCB線路板過熱的原因有很多,單片機開發(fā)工程師解釋說,一般情況下,如果設(shè)計缺陷、沒有選擇合適的零件和材料,組件放錯位置以及散熱不良都可能導(dǎo)致印刷電路板(PCB)上的熱量過多。
在集成電路中,過高的溫度會對功能、組件和電路板本身產(chǎn)生負面影響。高溫的影響在許多應(yīng)用中可以忽略不計,但在高性能設(shè)計中,影響可能很大。
因此,適當?shù)膶崃窟M行管控是電氣工程的重要一步。想管理好熱量,這涉及到從組件級別一直到物理板系統(tǒng)和操作環(huán)境的所有方面。下面,單片機開發(fā)工程師將進一步的介紹電路板過熱的一些主要原因。
一、元件放置不正確
單片機開發(fā)工程師表示,某些大功率設(shè)備需要預(yù)留自然通風(fēng)或強制通風(fēng)的位置,以散發(fā)熱量。
如果沒有適當?shù)臍饬魃?,PCB將會積累大部分熱量,導(dǎo)致溫度逐漸升高,從而導(dǎo)致電路性能下降或損壞。此外,應(yīng)注意的是,不可將敏感組件放置在散發(fā)大量熱量的組件附近。
諸如功率晶體管之類的高功率組件會在PCB上產(chǎn)生大量熱量。但是,通過適當?shù)纳岷妥匀焕鋮s或強制冷卻,可以將溫度保持在安全范圍內(nèi)。
二、環(huán)境和外部熱因素
當在極端溫度環(huán)境中使用PCB時,在設(shè)計過程中,如果未考慮目標環(huán)境中的溫度條件可能會使電子組件承受過大的壓力。
單片機開發(fā)工程師表示,一般電子元器件制造商都會提供在特定溫度范圍內(nèi)適用的規(guī)格。例如,通常在20°C的溫度下的電阻值。值得注意的是,電阻、電容器和半導(dǎo)體等組件的參數(shù)會隨溫度變化而發(fā)生變化。
三、零件和材料選擇錯誤
在電子組件材料選擇過程中,若未遵循建議的使用準則可能會導(dǎo)致散熱問題。在選擇電子元器件材料時,查看詳細數(shù)據(jù)并考慮與功耗、熱阻、溫度限制和冷卻技術(shù)有關(guān)的所有相關(guān)信息非常重要。
另外,請確保選擇適合該應(yīng)用的額定功率。一個容易犯的錯誤是反復(fù)使用相同的電阻器(可能是因為相應(yīng)的組件已經(jīng)在您的CAD庫中),盡管某些應(yīng)用程序可能需要更高的額定功率。對電阻器進行快速功率計算,并確保其額定值大大高于最大預(yù)期損耗。
另一個重要問題是PCB電介質(zhì)材料的選擇。印刷電路板本身必須能夠承受最壞情況的熱條件。
四、PCB設(shè)計和制造的缺陷
不良的布局和制造工藝會導(dǎo)致PCB熱問題。焊接不當可能會阻礙散熱,走線寬度或銅面積不足會導(dǎo)致溫度升高。
為防止散熱問題,設(shè)計人員必須減少散熱,并在自然冷卻不足時使用其他冷卻技術(shù)。進行熱優(yōu)化設(shè)計需要注意組件規(guī)格、PCB布局、PCB介電材料和環(huán)境條件。
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