设计用于优化制造的大功率电子设备

如今，工业生产正在经历传统的转变。这种变化实际上是一场革命，被称为工业4.0。工厂必须准备其制造业务以在此技术进步中保持竞争力。这意味着优化制造，以使产品在需要时准备就绪并可用。满足此要求意味着拥有可靠且有效的设备和过程，而没有驱动机器和设备的高质量大功率电子设备则无法做到。让我们看看在工业环境中如何使用大功率电子设备，然后遵循大功率PCBA的良好设计准则如何帮助确保最佳生产。

大功率电子应用

大功率电子设备可能是组件，设备或PCBA。组件包括电阻器，电容器，电感器，变压器，二极管，晶体管，其他放大器，开关和其他接收，传输或处理大功率信号的分立元件。设备包括IC，发射器，接收器，天线，电源和继电器。大功率电路板由这些组件和/或设备组成，大型电子系统也是如此。

许多产品中的PCBA可能包括大功率电子设备。例如，在诸如立体声设备之类的商业电子产品中，电路板可能由高功率放大器组成。航空航天，军事，医疗设备和汽车系统也可能由高功率电子板组成。但是，迄今为止，工业生产设施或工厂展示了大功率电子PCBA的最常见用法嵌入式产品在机械，电动机和其他设备的驱动器中以及在照明和其他设施单元的控制器中。在工业制造中的典型应用包括以下内容。

工业大功率电子的应用

l 电力调配

功率分配是工业设备的主要问题，因为许多系统具有不同的功率要求。例如，一台机器可能由电动机，机器人，传感器，监控设备和数据处理功能组成，所有这些都必须进行管理或控制。为了充分提供这些功能，可能需要线性的 要么 交换 电源和准确的电压和电流输出分配。

l 交换

可控硅整流器（SCR），绝缘栅双极晶体管（IGBT），MOSFET，肖克利二极管和其他组件是大功率电子PCBA上用于执行转换的常用开关；例如整流或倒相，或其他用于工业处理系统的基本定时功能。

l 照明控制

在工厂中，充足的照明至关重要。在需要检查的装配线上，照明不足可能会导致瑕疵被忽略和/或不良产品被运送。尽管节能LED照明的使用不断增长，但仓库照明仍然可能是高压（数百伏）或大电流，并且必须是可控的（或可调光的），这需要大功率电子设备。

为了使工业生产设施达到与工业4.0工厂竞争所需的优化水平，用于上述应用的高功率电子板必须具有高质量和可靠性。让我们看看如何设计才能实现这些目标。

大功率电子设计指南

在设计用于生产设施的PCBA工业板时，必须考虑要安装和操作这些板的环境。当这些PCBA是高功率电子产品时，下面列出了一些设计准则，这些准则可以帮助您的合同制造商（CM）构建最佳的板，以便在最先进的工业制造操作中使用。

工业大功率电子PCBA设计指南

l 遵守行业法规和标准

通常，与某些特定产品类型相比，生产设施不受广泛的法规控制。例如，航空航天和医疗设备。但是，有NEC标准确实适用于大功率电子设备。应根据电路板电路所属的类别来遵循这些规定。

l 选择特定于环境的材料

高功率电子设备通常会带有高温。此外，许多工业环境只会加剧电路板可能遭受的热量。因此，至关重要的是选择材料可以承受的温度范围。除了执行模拟以确保您的电路板满足要求外散热和分布 要求。

l 电磁兼容性设计

高功率电子板几乎总是包含开关和EM辐射器。因此，必须进行设计以实现与电路板工业环境的电磁兼容性（EMC）。有关如何实现这种平衡的详细信息。看到电力电子中的电磁兼容性设计。

l 将安全放在首位

正如工业设施将安全放在首位以保护员工一样，您也应该将安全作为设计的主要考虑因素。这意味着要确保将重铜用于大电流板，以下好 高压板设计规则 并在PCBA上使用保护电路。

 

大功率电子设备是工业生产设备的驱动力。由高功率组件组成的建筑电路板要求您在设计中纳入特殊要求，以确保这些电路板将在其部署环境中达到可接受的质量和可靠性水平。节拍自动化，是快速，高质量原型制作和小批量生产制造领域的PCB行业领导者，致力于最高质量标准并在满足或超过工业环境标准的建筑板方面拥有丰富的经验。