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如何提高PCB线条连续承受RF电流的能力?

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:与滤波器相关联的线条很可能不得不对付连续的RF电流以及由此产生的热效应。由于趋肤效应,RF电流总是沿着导体的表面流通。PCB中线条与0V或电源平面靠近与否也可以对线条的散热造成很大的影响。所以在一个给定的RF频率下,要来计算PCB线条的最大电流承受能力是非常复杂的。然而,我们可以利用一根线条的连续DC电流额定值来作为我们的参考:假定在所关心频率下的趋肤效应超过铜线条本身的厚度,则DC电流额定值也适用于该频率。

如何提高PCB线条连续承受RF电流的能力?

与滤波器相关联的线条很可能不得不对付连续的RF电流以及由此产生的热效应。由于趋肤效应,RF电流总是沿着导体的表面流通。频率越高,携载电流的铜表面流通厚度就越薄。因此随着频率的上升,铜材的CSA影响会降低,并造成电阻的增加。这还将导致在特定频率下的给定RF电流的热效应增大。

因为它们是连续电流,热效应由热传导和对流损耗占主导地位(比如在所有其他条件相同情况下,带状线的温度要比微带线的高,就是因为微带线受益于空气的对流)。PCB中线条与0V或电源平面靠近与否也可以对线条的散热造成很大的影响。所以在一个给定的RF频率下,要来计算PCB线条的最大电流承受能力是非常复杂的。

然而,我们可以利用一根线条的连续DC电流额定值(请参阅本章6.6.2节)来作为我们的参考:假定在所关心频率下的趋肤效应超过铜线条本身的厚度,则DC电流额定值也适用于该频率。但假如趋肤深度小于线条本身的厚度,可能的最好假定是,线条的厚度仅为一个趋肤深度(线条厚度与在该频率下的趋肤深度相等)。

在平面铜层中的趋肤深度由下式决定:(www.xing528.com)

这里,d——趋肤深度,单位为μm;

f——频率,单位为MHz。

例如,在频率为160MHz时,d=5μm(远小于1oz的35μm的厚度),因此我们可以将DC的计算应用于此,并假定铜线条的厚度为5μm。此时,我们既可以使用DC的计算方法来计算在频率为160MHz时,对于一个给定电流的线条温升,也可以计算在160MHz时的线条最大电流。

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