工程师必看!PCB布局的热设计要求

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在PCB设计中,“散热”是一个很重要的概念,工程师需要要考虑和满足热设计的要求。那么,怎样的PCB布局才能达到最好的散热效果呢?

PCB热量来源

PCB中热量的来源主要有三个方面:

  • 电子元器件的发热;
  • PCB本身的发热;
  • 其它部分传来的热。

在这三个热源中,元器件的发热量最大,是主要热源,其次是PCB板产生的热,外部传入的热量取决于系统的总体热设计,暂时不做考虑。

那么热设计的目的是采取适当的措施和方法降低元器件的温度和PCB板的温度,使系统在合适的温度下正常工作。主要是通过减小发热,和加快散热来实现。

PCB热设计要求

1) 在布置元器件时,应将除温度检测器件以外的温度敏感器件放在靠近进风口的位置,而且位于功率大、发热量大的元器件的风道上游,尽量远离发热量大的元器件,以避免辐射的影响,如果无法远离,也可以用热屏蔽板(抛光的金属薄板,黑度越小越好)隔开。

2) 将本身发热而又耐热的器件放在靠近出风口的位置或顶部,但如果不能承受较高温度,也要放在进风口附近,注意尽量与其他发热器件和热敏器件在空气上升方向上错开位置。

3) 大功率的元器件尽量分散布局,避免热源集中;不同大小尺寸的元器件尽量均匀排列,使风阻均布,风量分布均匀。

4) 通风口尽量对准散热要求高的器件。

5) 高器件放置在低矮器件后面,并且长方向沿风阻最小的方向排布,防止风道受阻。

6) 散热器配置应便于机柜内换热空气的流通。靠自然对流换热时,散热肋片长度方向取垂直于地面方向。靠强迫空气散热时,应取与气流方向相同的方向。

7) 在空气流通方向上,不宜纵向近距离排列多个散热器,由于上游的散热器将气流分开,下游的散热器表面风速将很低。应交错排列,或将散热翅片间隔错位。

8) 散热器与同一块电路板上的其它元器件应有适宜的距离,通过热辐射计算,以不使其有不适宜的增温为宜。

9) 利用PCB散热。如将热量通过大面积铺铜(可考虑开阻焊窗)散发,或用地连接过孔导到PCB板的平面层中,利用整块PCB板来散热。

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