Qu’est-ce qu’un circuit imprimé (PCB) à courant élevé ?
À mesure que progresse l’électrification des véhicules tels que les hybrides, les VE et les PHEV, les circuits imprimés doivent comporter des composants électroniques. Ces derniers devant être capables de supporter des courants élevés.
Bien qu’il soit possible de répondre aux exigences de courants plus élevés des circuits imprimés en élargissant la largeur du motif, il y a des limites à l’expansion de la largeur du motif de nos jours. En raison des composants électroniques plus petits, qui sont également requis.
Par conséquent, il est désormais possible de gérer des courants élevés en augmentant l’épaisseur de la feuille de cuivre sur le circuit imprimé.
Alors que l’épaisseur de cuivre d’un circuit imprimé classique est de 35 µm, ceux à circuits imprimés (PCB) à courant élevé permettent des épaisseurs de cuivre allant jusqu’à 2000 µm. Cela rend possible la gestion de courants élevés.
Utilisations des circuits imprimés (PCB) à courant élevé
Ils sont utilisés pour miniaturiser les composants électriques à forte charge électrique. Comme par exemple, les circuits de commande à courant élevé, les alimentations de forte puissance, les circuits de commutation et de moteur, les disjoncteurs et les boîtes à fusibles dans les véhicules électriques, hybrides, PHEV, les robots ainsi que les véhicules à moteur à essence, qui deviennent de plus en plus électroniques.
Ils sont également utilisés comme circuits imprimés avec une excellente diffusion et dissipation thermique. Notamment dans le cadre des mesures de dissipation thermique des LED pour les dispositifs de puissance qui génèrent de la chaleur à haute température. À titre d’exemple, citons les IGBT, les MOSFET de puissance, les diodes Schottky et les thyristors, les feux de circulation et les panneaux d’affichage extérieurs.
Principe des circuits imprimés (PCB) à courant élevé
Par rapport aux circuits imprimés ordinaires, les circuits imprimés à courant élevé doivent supporter des courants extrêmement élevés – de 2 A à 100 A dans l’électronique automobile. Par exemple – et la section transversale du motif en cuivre doit correspondre à la quantité de courant circulant dans le motif.
Un point important dans la conception des circuits imprimés à courant élevé est que dans la méthode de gravure (méthode de dissolution de la feuille de cuivre), le motif est créé par gravure (dissolution) du cuivre sur la base du motif de résistance à la gravure dessiné sur la surface du cuivre. Cette méthode de gravure est par ailleurs la méthode générale de fabrication des circuits imprimés aujourd’hui. Toutefois, mais comme l’épaisseur de la feuille de cuivre pour les circuits imprimés à courant élevé est de 1,5 mm, le motif est créé par gravure (dissolution) de la feuille de cuivre. Cependant, comme l’épaisseur de la feuille de cuivre des cartes à courant fort est plus importante, la dissolution s’effectue à partir de la surface supérieure de la feuille de cuivre en utilisant cette méthode. Cela entraîne une gravure non seulement dans le sens de la profondeur mais aussi entre les motifs. La section transversale du motif devient donc trapézoïdale, ce qui réduit la précision de la section transversale.
Par conséquent, il n’est pas conseillé de concevoir des circuits imprimés (PCB) à courant élevé en utilisant les mêmes méthodes que pour les circuits imprimés à signaux ordinaires. C’est pourquoi les fabricants de cartes conçoivent leurs propres méthodes de conception et processus de fabrication.
De plus, le coût des circuits imprimés à courant élevé est considérablement plus élevé que celui des circuits imprimés ordinaires. La raison étant que les laminés épais recouverts de cuivre ne sont pas un matériau standard et leur fabrication est relativement onéreuse. Il s’agit toutefois d’un avantage important pour les utilisateurs qui produisent en masse des produits à courant élevé.