Estoy planeando hacer un PWM de alta corriente (200A+) en una PCB y me temo que las inductancias de las trazas de la PCB serán un gran problema... así que tengo algunas preguntas:
1- ¿Cómo se puede calcular la inductancia de la traza?
2- A mayor anchura de la traza menor es la resistencia, ¿pero esto funciona también para la inductancia?
Sé que habrá problemas con las frecuencias pero sólo quiero tener la sensación...
¿Cuáles son sus especificaciones para la resistencia del cobre? Si puede cumplir con las especificaciones de resistencia, el problema de la inductancia SE REDUCIRÁ al mismo rango de impedancia que la resistencia para el cobre plano.
Si se conoce la relación entre la longitud, l, y el diámetro, d, se puede calcular la inductancia, L , la resistencia en serie, Rs y la relación de aspecto l/d está relacionada con Q = L/Rs para un material conductor determinado.
Consideremos la impedancia del cobre a 1 MHz.
En el caso de las pistas de cobre planas, la relación de aspecto es bastante diferente y el Q es menor, pero se necesita un cobre muy grueso para reducir las pérdidas óhmicas a 200 A.
Te sugiero que utilices un cable grueso trenzado desde el borde de la placa y que la pérdida de cobre y la inductancia sean menores que el Ron de tus interruptores y no dependas de las trazas de cobre. Las pistas gruesas harían que el coste de la pérdida de cobre grabado fuera demasiado alto {a menos que consideres barras colectoras sólidas añadidas a la placa..}
En primer lugar, como dijo Kaz en un comentario, "¡No uses una placa de circuito impreso para circuitos de 200 A!", porque los efectos resistivos serán muy difíciles de tratar.
En segundo lugar, como dijo pjc50, "Es improbable que la [inductancia] de la traza sea un problema para cualquier frecuencia que puedas alcanzar con MOSFETs de 200A"
Dicho esto, responderé a su pregunta más específica,
si hago las trazas más anchas, la resistencia disminuye, pero ¿cómo se comporta la inductancia en este caso?
Su intuición es correcta, un rastro más amplio reduce la inductancia.
Esto se puede ver en las fórmulas de aproximación de los parámetros de los microstrips, que copio de aquí .
\$L_0=C_0Z_0^2\$
En estas fórmulas, Z 0 es la impedancia característica, C 0 es la capacitancia por metro de traza, y L 0 es la inductancia por metro de traza. W es la anchura del trazado, H es la altura de la traza sobre el plano de tierra (que se supone infinita), y T es el espesor del cobre. Asegúrese de comprobar la página web de la fuente antes de utilizarlos, ya que no estoy seguro de las unidades y los supuestos utilizados.
Dado que C 0 y Z 0 ambos tienen W (la anchura de la traza) en el denominador, podemos ver que L 0 debe disminuir a medida que W aumenta.
Antes de utilizar estas fórmulas, ten en cuenta que están pensadas para aproximar el comportamiento en un rango de parámetros de anchura y altura que es probable que se utilicen en circuitos reales. No son necesariamente precisas en casos extremos, como el que probablemente necesites para 200 A. Sin embargo, las tendencias generales son correctas.
Además, hay muchas fórmulas de aproximación alternativas para los parámetros de la microfibra, algunas más complicadas que las que se dan aquí (para dar aproximaciones precisas en un rango más amplio de parámetros). Las dadas en Johnson y Graham tienen fórmulas separadas para W > H y W < H, lo que puede acercarlas a la realidad para tu situación.
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