我的總結是：一個是高壓大電流，一個是低壓大電流。

 

 

時間退回十年或者二十年之前
，那個時代不是沒有大電流的電源設計，而是絕大多數大電流的單板，都是電源板或者背板。普通的功能板或者板卡類單板
，由於芯片工作的IO電壓大多是3.3V
，5V
，電流通常也不會太大
，大多在10A以下，常見的就是幾安培。而電源板或者背板，電流大的同時，電壓也比較高
，12V，36V，48V以上。所以我總結為高壓大電流的設計挑戰。

 

應ying對dui高gao壓ya
，我wo們men要yao關guan注zhu安an規gui
，注zhu意yi各ge種zhong安an全quan距ju離li
，包bao括kuo空kong氣qi間jian隙xi，爬pa電dian距ju離li等deng。關guan心xin阻zu燃ran
，絕jue緣yuan等deng安an全quan相xiang關guan的de設she計ji要yao求qiu。這zhe是shi另ling外wai一yi個ge很hen大da的de範fan疇chou，在zai這zhe裏li就jiu不bu一yi一yi贅zhui述shu了le，大da家jia關guan心xin的de可ke以yi找zhao相xiang關guan資zi料liao看kan看kan
，一yi博bo科ke技ji也ye有you相xiang關guan的de專zhuan家jia負fu責ze安an規gui的de設she計ji。  

這類PCB設計，也會有大電流，幾十安培或者上百安培。但是這種板子有另外一個特點
，就是上麵基本不會出現功能電路，也就是說你的CPU，DDR顆粒，大規模的FPGA等，這些電路你不會放在電源板上去實現。電源板就是電源板
，上麵都是實現電源功能的元件
，大的電感
，電容
，電阻，二極管……一個字總結，就是元件都很“大”。

 

這類設計應對大電流的設計挑戰，解決方法也是簡單粗暴的。盡量粗的走線，盡量寬的銅箔，如果還不能滿足，那就厚銅，2oz不行就4oz
，再不行就6oz
，10oz
，甚至12oz。我們在各研討會都有展示的一款厚銅板，就是12oz的銅箔厚度設計。小小一塊板子
，顯得非常厚重，我們的工藝專家東哥的介紹就是：居家旅行，防身必備 ^-^

 

而傳統的設計規則應對這類電源板的大電流，也是簡單粗暴的過設計。所以大家心目中的載流答案經常是非常保守的，比如1安培電流
，大約需要40mil的線寬；而一個10~12mil的過孔，隻能承載0.5安培的電流

，我甚至聽到有人回答說12mil的過孔承載0.2安培電流。我當時就在想，如果你的設計是20安培電流
，那你需要打多少過孔呢？

 

所以我們來到電源設計的另一個挑戰……

 

 

其實高壓低壓，並不是這兩類問題的主要分界點。我真正想說的主要區別是，現在傳統的功能電路，也就是我們設計的CPU，DSP，大規模的FPGA，Core電流經常就有幾十安培，IO電源的電流也變得越來越大。電源設計的趨勢如下圖所示：

這時候的大電流，已經不可能使用厚銅板了
，因為畢竟板上還有大量的信號線，線寬隻有幾mil。而銅皮的麵積
，有時候限於“層”資源以及大量的密集過孔，有限的銅皮麵積也很難無限加大。

 

如下圖的設計，密集的過孔
，有限的板子麵積以及層數，我們如何應對大電流設計的挑戰呢？我們如何計算必須的載流通道（包括銅皮寬度及過孔數量）呢？

而低電壓，也會帶來另外設計難點。如上一篇文章說的，電流越大，一般來說對應的△I也就可能越大，一定的電感下


，感應出的△V也就越大。而較低的電壓
，本身設計的裕量就小，設計的難度就變得更大。

 

如下圖所示，DC和AC的問題
，一起構成了電源設計的問題。

一個電源，要滿足5%的設計裕量，是必須AC和DC一起考慮的。