功率电子电路布局布线及散热处理
理解电路中的电路布线与布局
理解电路中的电路布线与布局现代科技的快速发展使得电路在我们生活和工作中扮演着越来越重要的角色。
从小到大，我们用电的场景无处不在，从电扇、电视到电脑、手机，每一个家庭和办公室都需要电路的支持。
然而，很多人对电路中的电路布线与布局知之甚少，这也导致了一些电路问题的出现。
在本文中，我们将探讨电路布线与布局的重要性，并解释如何理解和优化电路设计。
首先，让我们理解什么是电路布线与布局。
简单地说，电路布线是指通过电路板上的导线将电子元件连接起来，形成一个电路的过程。
而电路布局则是指在物理空间上安排和布置电子元件及其连接的方式。
电路布线和布局的质量对电路性能有着直接的影响。
一个合理的布线和布局可以提高电路的稳定性和可靠性，同时减少电磁干扰和信号损耗。
首先，电路布线的原则是减少电阻和电感。
在电路中，电子元件之间的连接线具有一定的电阻和电感，它们会对电流和信号的传输造成干扰和损耗。
因此，布线时应尽量缩短电子元件之间的连接线的长度，减少电流和信号的路径，以降低电阻和电感的影响。
此外，合理的布线还应避免交叉布线和回线，以减少电磁干扰和信号串扰的发生。
其次，电路布局的原则是功能分区和信号隔离。
在电路板上，不同的电子元件具有不同的功能和工作特性，因此应按照其功能进行合理的布局。
例如，将功率放大器和信号处理器分开布置，以避免功率干扰对信号处理的影响。
此外，布局时还应考虑到信号的传输和隔离。
通过合理的布局和屏蔽，可以减少信号的干扰和串扰，提高电路的抗干扰能力和信号的完整性。
另外，电路布线和布局的优化也需要考虑到电磁兼容性。
在现代电子设备中，电磁兼容性是一个重要的问题。
不正确的布线和布局可能导致电磁辐射和敏感度增加，从而影响电子设备的性能和可靠性。
为了提高电磁兼容性，应选择合适的材料和屏蔽手段，同时合理分布功率线和信号线，以减少电磁辐射和接收到的干扰信号。
最后，虽然电路布线和布局对电路性能有着重要的影响，但是它并不是一个孤立的环节。
电气工程中的电路板设计规范要求与布局原则
电气工程中的电路板设计规范要求与布局原则电气工程中，电路板设计是至关重要的一环，直接关系到电子设备的性能和稳定性。
良好的电路板设计可以提高信号传输的效率，降低功耗，提升系统的可靠性。
为了满足设计需求，下面将介绍电路板设计的规范要求与布局原则。
一、电路板设计规范要求1. 尺寸和形状：电路板的尺寸和形状应与设备外壳相匹配，确保电路板能够完美安装在设备中。
同时，需要预留足够的空间布局各个元器件和信号走线。
2. PCB层数：根据实际需要，选择适当的PCB层数。
一般情况下，双面布线已经满足大部分应用需求，如果有高密度信号和较复杂布线要求，可以考虑多层布线。
3. 线路宽度和间距：根据电流大小和信号传输速率，合理选择线路宽度和间距。
一般情况下，线路宽度越宽，电阻越小，信号传输越稳定。
而线路间距越大，避免了线间串扰的问题。
4. 禁止过小孔径：过小孔径会导致打孔困难，降低钻孔精度，容易引起掉铜、起焊等问题。
因此，电路板设计中需要遵守合理的孔径规范，以确保制造质量。
5. 接地和屏蔽：合理的接地和屏蔽设计能够有效降低电磁干扰和噪音。
将信号地、电源地和机壳地分离，避免共地和回路间相互干扰。
对敏感信号进行屏蔽处理，提高系统的可靠性。
二、电路板布局原则1. 元器件布局：按照电路流程和信号路径的顺序，合理布置元器件。
将频率较高、噪音敏感的元器件远离信号走线和电源线，减少相互之间的干扰。
同时，遵循最短路径原则，减少信号传输路径的长度，降低传输损耗和延迟。
2. 供电和地引线：合理安排供电和地引线的布局，减少电流的回流路径，降低功耗和电磁干扰。
将供电和地引线尽量贴近元器件，减少回路的面积，提高系统的稳定性。
3. 信号走线：信号走线的布局应遵循最佳布线原则，避免交叉和环行。
对于差分信号，要保持两个信号线的长度一致，减少差异传输引起的相位失真。
对于高速信号，要避免尖角和突变，采取较圆滑的走线方式，减少信号反射和串扰。
4. 散热和散布：合理的散热设计可以提高电子元器件的工作效率和寿命。
功率硬件工程师面试题及答案
功率硬件工程师面试题及答案1.请介绍一下您的功率硬件工程师背景及经验。
答：我持有电气工程硕士学位，有超过8年的功率硬件设计经验。
我曾在ABC公司领导设计团队，成功开发出一款高效能源转换产品，提高了整体系统效率。
2.如何设计具有高效能源转换的功率电路？答：我会从分析负载需求、选择合适的拓扑结构、优化元器件的选型和调整控制策略等方面入手。
举例来说，我在上一职位中设计了一款开关电源，通过在关键区域使用高效能元器件和优化控制算法，实现了高效转换。
3.如何处理功率电路中的EMI/EMC问题？答：我会采用滤波器、屏蔽罩、合适的布线和地线布局等手段，确保系统符合相关的EMI/EMC标准。
在之前的项目中，我成功减小了电源的辐射噪声，通过滤波器和合理的布线减少了传导噪声。
4.请解释什么是电流环路和电压环路？在功率设计中如何考虑这两者？答：电流环路是电源提供给负载的路径，而电压环路则是电源和负载之间的电势路径。
在功率设计中，我会确保电流和电压环路的稳定性，通过合理设计PCB布线，降低电阻和电感，以减小功率损耗。
5.如何选择适当的功率半导体器件？答：选择功率半导体器件时，我会考虑功率需求、频率、效率和成本等因素。
在之前的项目中，我成功选用了一款高效的MOSFET，通过电流和电压的特性匹配，提高了整个系统的效率。
6.请描述您在设计电源管理电路时的经验。
答：我曾负责设计一款多通道电源管理电路，以满足系统各部分的不同功率需求。
通过合理的模块划分和智能功率调节，我成功提升了系统的稳定性和效率。
7.在功率设计中，如何解决过温和过流保护问题？答：我会使用热敏电阻、过流保护芯片等器件，通过实时监测温度和电流，实现过温和过流的精确保护。
在之前的项目中，我设计了一套保护机制，确保系统在极端条件下能够安全运行。
8.请谈谈您在电源转换效率提升方面的经验。
答：我在之前的项目中通过优化控制算法、选择高效元器件和降低开关损耗等手段，成功提高了电源转换效率。
电力电子工程师常见的技术难题是什么？
电力电子工程师常见的技术难题是什么？在当今科技飞速发展的时代，电力电子技术作为一门关键的交叉学科，在能源、交通、工业等众多领域发挥着至关重要的作用。
而电力电子工程师则是推动这一技术不断前进的中坚力量。
然而，在他们的工作中，常常会面临各种各样的技术难题。
首先，高效能的功率转换是电力电子工程师们始终需要攻克的难题之一。
在电力转换过程中，能量的损耗是不可避免的，但如何将这种损耗降到最低，实现高效率的转换，是一个极具挑战性的任务。
例如，在直流直流（DCDC）转换和交流直流（ACDC）转换中，由于半导体器件的导通和关断特性，会产生导通损耗和开关损耗。
为了减少这些损耗，工程师们需要精心设计电路拓扑结构，选择合适的半导体器件，并优化控制策略。
再者，电磁兼容性（EMC）问题也是一大困扰。
电力电子设备在工作时会产生电磁干扰，可能会对周围的电子设备造成影响，同时也容易受到外界电磁环境的干扰。
解决 EMC 问题需要从电路设计、布局布线、屏蔽防护等多个方面入手。
比如，合理选择电感、电容等无源元件，减小电流和电压的变化率；优化 PCB 布线，减少环路面积；采用金属屏蔽罩来隔离电磁辐射等。
然而，要在满足性能要求的前提下，实现良好的电磁兼容性，往往需要反复试验和调试，耗费大量的时间和精力。
散热问题同样不容忽视。
随着电力电子设备功率密度的不断提高，发热问题愈发严重。
过高的温度会影响器件的性能和可靠性，甚至导致设备故障。
为了有效散热，工程师们需要设计合理的散热结构，选择高效的散热材料，如导热硅脂、铝基板等。
同时，还要考虑风道设计、风扇选型等因素，以确保热量能够及时散发出去。
在一些特殊的应用场景，如高温环境下工作的设备，散热问题更是难上加难。
另外，电力电子系统的可靠性也是一个关键问题。
由于电力电子设备通常工作在高电压、大电流的条件下，器件容易受到电应力、热应力等的影响，从而导致老化和失效。
为了提高系统的可靠性，工程师们需要进行可靠性设计，包括冗余设计、降额设计等。
印制电路板布线注意事项
印制电路板布线注意事项印制电路板布线注意事项目前电子器材用于各类电子设备和系统仍然以印制电路板为主要装配方式。
实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。
例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。
因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。
一、地线设计在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。
如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题。
电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻辑地)和模拟地等。
在地线设计中应注意以下几点:1.正确选择单点接地与多点接地在低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。
当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。
当工作频率在1~10MHz时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。
2.将数字电路与模拟电路分开电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们尽量分开，而两者的地线不要相混，分别与电源端地线相连。
要尽量加大线性电路的接地面积。
3.尽量加粗接地线若接地线很细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏。
因此应将接地线尽量加粗，使它能通过三位于印制电路板的允许电流。
如有可能，接地线的宽度应大于3mm。
4.将接地线构成闭环路设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时，将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。
其原因在于:印制电路板上有很多集成电路元件，尤其遇有耗电多的元件时，因受接地线粗细的限制，会在地结上产生较大的电位差，引起抗噪声能力下降，若将接地结构成环路，则会缩小电位差值，提高电子设备的抗噪声能力。
二、电磁兼容性设计电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作的能力。
硬件设计问题总结
硬件设计问题总结引言硬件设计作为产品开发的重要环节之一，涉及到电路设计、芯片选择、布局布线等多个方面。
在硬件设计的过程中，常常会遇到一些问题，这些问题的解决与否直接影响到产品的性能和可靠性。
本文将对硬件设计中常见的问题进行总结和分析，为硬件设计人员提供一些解决问题的思路和方法。
一、电路设计问题1.1 电源稳定性电源稳定性是电路设计过程中需要特别关注的问题之一。
电源的不稳定会导致电路工作不正常甚至损坏。
一般来说，电源稳定性问题主要包括以下几个方面：•电源纹波：电源输出的纹波过大会对电路产生较大的干扰。
解决纹波问题的方法包括使用电容滤波、增加电感等。
•电源噪声：电源中的噪声会通过电源线传播到电路中，影响电路的正常工作。
可以采用滤波电路和屏蔽措施来降低电源噪声。
•电源跳变：电源在切换过程中可能会出现瞬间的跳变现象，影响电路的稳定性。
解决电源跳变问题可以通过合理设计电源电路以及使用稳压芯片等方法。
1.2 信号完整性在设计复杂的电路时，信号完整性是一个不容忽视的问题。
信号完整性问题可能导致信号失真、干扰等影响电路性能的情况。
常见的信号完整性问题包括：•信号串扰：当多条信号线密集排列时，相邻信号线之间可能会产生串扰，导致信号失真。
可以通过增加间隔距离、使用屏蔽等方法来减少信号串扰。
•线长匹配：对于高速信号，线长的不匹配可能会导致信号到达时间不一致，从而影响电路的稳定性和可靠性。
可以通过布线时保持线长匹配、使用信号缓冲器等方法来解决线长匹配问题。
二、芯片选择问题2.1 芯片功能选择在硬件设计中，选择合适的芯片对于电路的功能实现和性能优化至关重要。
在选择芯片时，需要考虑以下几个方面：•功能需求：根据电路的功能需求选择合适的芯片型号和版本。
•性能指标：根据电路性能需求选择芯片的性能指标，如速度、功耗、存储容量等。
•可获得性：芯片的供应和支持情况也是选择的重要考虑因素。
确保芯片供应稳定，并能获得厂商的技术支持。
2.2 芯片封装选择芯片的封装形式对电路的布局布线和散热等方面有着重要影响。
印制电路板上的元器件布局和布线原则
1．印制电路板上的元器件布局首先，要考虑PcB尺寸大小。
PcB尺寸过大时，印制线路长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且临近线条易受干扰。
在确定PcB尺寸后，再确定特殊元件的位置。
最后，A TMEL代理根据电路的功能单元，对电路的全部元件进行布局。
(1)确定特殊元件的位置①尽可能缩短高频元件直接的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。
易受干扰的元件不能相互离得太近，输入和输出元件应尽量远离。
②某些元件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引起意外短路。
带强电的元件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
⑤质量超过158的元件，应当用支架加以固定，然后焊接。
那些又大又重、发热量多的元件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且考虑散热问题。
热敏元件应远离发热元件。
④对于电位器、可调电感线圈、可变电容器及微动开头等可调元件的布局要考虑整机的结构要求。
若是机内调节，应放在印制板上便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。
⑤应留出印制板的定位孔和固定支架所占用的位置。
(2)根据电路的功能单元对电路的全部元件进行布局①按照电路的流程，安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能地保持一致的方向。
⑧以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。
地排列在PcB上，尽量减少和缩短各元件之间的引线和连接。
③在高频条件下工作的电路，要考虑元件之间的分布参数。
件平行排列。
这样，不但美观，而且焊接容易，易于批量生产。
般电路应尽可能使元④位于电路板边缘的元件，离电路板边缘一般不小于2mm。
电路板的最佳形状为矩形，长宽比为3：2或4，3。
电路板面尺寸大于200 mm×150 mm时，应考虑电路板所受的机械强度。
2．印制电路板布线的一般原则·(1)电路中的电流环路应保持最小。
(2)使用较大的地平面以减小地线阻抗。
开关电源的PCB布局走线
首先从开关电源的设计及生产工艺开始描述吧，先说说印制板的设计。
开关电源工作在高频率，高脉冲状态，属于模拟电路中的一个比较特殊种类。
布板时须遵循高频电路布线原则。
1、布局：脉冲电压连线尽可能短，其中输入开关管到变压器连线，输出变压器到整流管连接线。
脉冲电流环路尽可能小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。
输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器电路中X电容要尽量接近开关电源输入端，输入线应避免与其他电路平行，应避开。
Y电容应放置在机壳接地端子或FG连接端。
共摸电感应与变压器保持一定距离，以避免磁偶合。
如不好处理可在共摸电感与变压器间加一屏蔽，以上几项对开关电源的EMC性能影响较大。
输出电容一般可采用两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子，可影响电源输出纹波指标，两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容。
发热器件要和电解电容保持一定距离，以延长整机寿命，电解电容是开关电源寿命的瓶劲，如变压器、功率管、大功率电阻要和电解保持距离，电解之间也须留出散热空间，条件允许可将其放置在进风口控制部分要注意：高阻抗弱信号电路连线要尽量短如取样反馈环路，在处理时要尽量避免其受干扰、电流取样信号电路，特别是电流控制型电路，处理不好易出现一些想不到的意外，其中有一些技巧现以3843电路举例见图（1）图一效果要好于图二，图二在满载时用示波器观测电流波形上明显叠加尖刺，由于干扰限流点比设计值偏低，图一则没有这种现象、还有开关管驱动信号电路，开关管驱动电阻要靠近开关管，可提高开关管工作可靠性，这和功率 MOSFET高直流阻抗电压驱动特性有关。
下面谈一谈印制板布线的一些原则。
线间距：随着印制线路板制造工艺的不断完善和提高，一般加工厂制造出线间距等于甚至小于0.1mm已经不存在什么问题，完全能够满足大多数应用场合。
考虑到开关电源所采用的元器件及生产工艺，一般双面板最小线间距设为0.3mm，单面板最小线间距设为0.5mm，焊盘与焊盘、焊盘与过孔或过孔与过孔，最小间距设为0.5mm，可避免在焊接操作过程中出现“桥接”现象。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
功率电子电路布局布线及散热处理
作者：Hugo Yu
为什么要考虑布局布线和散热问题
功率电子电路实际上是一个小功率电路和大功率电路并存于一体的电路系统。
一个完整的功率电子电路通常包括有控制电路、驱动电路和功率输出电路三个组成部分。
下面引出4个问题及解决思路。
1.电磁干扰问题。
功率电子电路的功率输出部分通常采用开关工作方式，电路中讲发生大电压和大电流的突变。
这种突变可通过电源和信号线对相连的电路产生干扰（传导干扰），同时对周围环境产生较强的电磁辐射（辐射干扰）。
而功率电路中的控制电路部分属于小功率电路，其信号幅度较低，对噪声比较敏感，抗干扰性差。
噪声干扰可能导致控制电路部分的逻辑或时序错误，轻则影响电路性能，重则是电路无法工作。
对于传导干扰，可以通过电源隔离、信号隔离、滤波等方式抑制。
而对于辐射干扰，通常只能通过合理的电路布局、走线以及屏蔽等措施来削弱电磁干扰的影响。
2.强弱电隔离问题。
在功率电子电路中，控制电路部分采用低电压供电，通常只有几伏或十几伏，属于弱电范畴；而功率输出部分的电压比较高，在几十伏至几千伏的范围内，属于强电范畴。
强弱电之间隔离不当，会发生大火或部分短路现象，造成弱点部分电路的损坏。
布局和布线时，应注意强弱电之间的导线间距符合爬电距离规范。
3.大电流问题。
功率输出部分是大电流输出，可达几安至几千安。
大电流会导致导线发热，严重情况下，会烧断导线，是电路无法失效。
布线时，应注意合理计算导线宽度以承载正常工作时的大电流。
4.器件散热问题。
功率输出器件由于本身的开关损耗和管耗等因素影响，发热会比较严重，需要采用有效的手段进行散热，以保证器件连续长时间正常工作。
可加装散热片或散热器来解决。
综上，除了合理的电路设计之外，电路安装方面，合理的电路布局、走线及有效的散热也是保障电路正常工作必不可少的因素。
如何进行合理布局布线以及解决散热问题
1.布局
控制电路部分，其信号幅度小，精度要求高，抗干扰性差，尤其是其模拟部分。
驱动电路部分是连接控制电路和功率输出电路的中间环节，输入时控制电路所提供的信号，有一定抗干扰能力，但对于驱动输出部分的打信号而言，抗干扰能力还是很脆
弱。
因此，驱动电路一方面应防止外来噪声的干扰，同时，也应防止自身输出信号对输入信号的噪声干扰。
功率输出部分电压高、电流大，一般以开关形式工作。
是电路的最主要干扰源。
应防止其对其他电路的干扰，另外，应避免引线电感引起的栅极（MOSFET/IGBT）电路振荡。
布局基本原则：
a.控制电路部分尽量远离功率输出部分和驱动电路的输出端，尤其是其模拟部分。
b.驱动电路信号输入部分尽量远离功率输出部分。
c.控制和驱动电路的元件应围绕其电路核心部件进行布局，以尽量缩短器件之间
连线为原则进行合理排列。
（连线短意味着少接收电磁辐射。
）
d.驱动电路输出端与功率输出器件的位置靠近，避免引线电感引起的栅极振荡。
（MOSFET/IGBT适用。
）
e.如有必要，可采用电磁屏蔽方式以降低干扰。
2.布线
合理走线的前提是对于电路工作情况非常熟悉。
如，了解哪些导线传送模拟信号，哪些是数字信号；哪些导线的信号频率高，哪些是低频；哪些导线是强电，哪些上面加载的是弱电；哪些导线是大电流工作，哪些是小电流；大电流的导线上电流的最大可能值是多少等等。
熟悉这些之后，我们通过以下几方面来实现电路的合理布线：
a.合理走线
合理走线，就是设法减小电路中的分布电容、杂散电感及其对电路的影响。
分布电容：对于高频信号，或者对脉冲信号的上升沿、下降沿要求较高的电路，要尽量减小分布电路。
具体做法：增大导线间距或避免导线平行，双层
板尤其要避免导线平行，应尽量保持相互垂直（双层板上的导线如果平行，分
布电容比单面的更大）。
杂散电感：传送高频信号的部件尽可能离得近一些，其连线尽可能短，而相互间传送低频信号的部件即使离得稍远一些，连线稍长一些也无妨。
b.地线连接
较大的工作电流流过比较长的地线，在地线两端就会产生一个电位差，这个电位差有可能会引起控制电路的自激或信号串扰，破坏控制电路工作的精度。
而驱动电路部分和功率输出部分的电流更大，在地线两端产生的电位差同样不
容忽视；还有一种情况，就是数字电路和模拟电路同时存在的情况，为了避免
互相干扰，两条回路需要分开走，即数字地与模拟地分开，然后采用下述一点
接地将两个地连接起来。
解决方法：一点接地方式。
即，将一个单元的所有接地线先连接在一起，形成一个集中的接地点，然后再与其他单元电路的接地点并接在一起构成整个
地线。
这样，即使地线两端有一定得电位差，作为每一个单元电路，其内部元
件所接的电位是基本相同的，单元电路的工作不会受到影响。
此外，电源线与地线最好并行相邻排列，这样可使每个环路所包围的面积最小，减小电磁干扰。
c.导线的宽度及间距
导线宽度越宽，其导通电阻就越小，过流能力就越强，但分布电容也会随之增加。
因此，电流比较小的弱信号线，可使导线宽度窄一些，一般12mil就
足够了，如果导线长度短，导线宽度还可再窄些；而通过大电流的导线则应足
够宽，一般来说，在线路板上，每1mm导线宽度可承载1A的连续电流（这个
值为经验估算值，此值留有充足安全裕量-Margin），可按此比例计算承载大电
流时的导线宽度。
（具体线宽、铜箔厚度与电流关系请参照附表1）
对于电压比较高的导线，为安全起见，应与其他导线之间留有足够的间隔，这个间隔称为爬电距离。
爬电距离主要用于防止导线间因空气击穿而打火。
据
一般经验，爬电距离为1mm/50V。
但在高湿度环境下，该距离是不够的，这时
线路板表面要浸盖绝缘树脂，进行防湿和绝缘处理。
具体爬电距离参考各国爬
电距离标准。
3.散热
功率器件在工作中，由于自身的功率损耗，将引起器件本身的发热。
功率损耗原因有两个：功率器件导通时的通态损耗；功率器件开关过程中产生的开关损耗。
通态损耗：功率管导通时存在饱和压降，于是产生通态损耗。
通态损耗与功率器件的饱和压降U on、承载电流I T以及占空比D有关。
P C = I T U on D
开关损耗：功率器件在开通时不能瞬间完全导通，逐渐下降的电压和逐渐上升的电流将产生开通损耗P on。
同样，在关断时器件无法瞬间完全截止，逐渐下降的电流和逐渐上升的电压将产生关断损耗P off。
开通损耗与关断损耗的总和即为功率器件的开关损耗P s。
开关损耗主要与器件的承载电压U T、电流I T以及开关频率有关：
阻性负载：P S = I T U T (t on + t off) f S／6
感性负载：P S = I T U T (t on + t off) f S／2
其中，
t on——功率器件的结温
t off——外界环境的温度，通常将外界环境温度取值为25℃
热传输遵循热路欧姆定律：
T J－T A = PRθ
其中，
T J ——功率器件的结温
T A ——外界环境的温度，通常将外界环境温度取值为25℃
P ——器件的功率损耗，即热流（W）
Rθ——热阻（℃／W）
由于功率器件的PN结到大气环境的热阻相当高，通常是数十℃/W，因此，如果功耗过大的话，需要通过加装散热器来解决散热问题。
采用散热器散热时的热阻为：
Rθ = RθJC + RθCS + RθSA
其中，
RθJC ——功率器件PN结到外壳的热阻
RθCS——功率器件外壳与散热片接触面处的热阻
RθSA——散热片到大气环境的热阻
小结：
以上为本人学习工作之经验总结，仅供参考，不正之处不吝指正。
散热一节较浅显，具体计算与细节在将来对达林顿管、功率MOSFET管计算选型文章中介绍，敬请关注。
附表1
PCB设计铜箔厚度、线宽和电流关系表
铜厚/35um铜厚/50um铜厚/70um
电流(A)线宽(mm)电流(A)线宽(mm)电流(A)线宽(mm)
4.5 2.5
5.1 2.56 2.5
42 4.3 2.5 5.12
3.2 1.5 3.5 1.5
4.2 1.5
2.7 1.23 1.2
3.6 1.2
2.31 2.61
3.21
20.8 2.40.8 2.80.8
1.60.6 1.90.6
2.30.6
1.350.5 1.70.520.5
1.10.4 1.350.4 1.70.4
0.80.3 1.10.3 1.30.3
0.550.20.70.20.90.2
0.20.150.50.150.70.15
以上数据均为温度在25℃下的线路电流承载值.
导线阻抗:0.0005×L/W(线长/线宽)
电流承载值与线路上元器件数量/焊盘以及过孔都直接关系
导线的电流承载值与导线线的过孔数量焊盘存在的直接关系
请关注我的博客：Hugo的模拟人生
/crespohugo/。