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电机驱动 IC 传递大量电流的同时也耗散了大量电能。 通常，能量会耗散到印刷电路板（PCB）的铺铜区域。为保证PCB充分冷却，需要依靠特殊的PCB设计技术。
期考题：发烫、烧板，电机驱动PCB布局有哪些讲究 
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了解瞬态热阻抗背后的理论
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带自动参数识别功能的MMC36720 电机控制器板
应用说明：AN132
应用说明：AN124
【MPS电机驱动产品】
MPS电机驱动解决方案提供了各种高性能、高性价比和可靠的解决方案，主要用于步进电机驱动器、直流无刷电机驱动器、位置传感器、直流有刷电机驱动器和电磁阀驱动器。通过采用卓越的半导体工艺和先进的封装技术，MPS的电机驱动器具备了极高的效率和出色的散热性能，同时能达到更小的封装尺寸。
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产品推荐：
直流有刷电机：MP6614/MP6612/MP6615
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风扇驱动器：
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元器件布局和热设计是电机驱动PCB布局中的两个重要方面。
元器件布局是电机驱动PCB设计的核心环节，它直接影响到电路的性能、稳定性和可靠性。以下是一些关于元器件布局的要点：
主电源回路：电机驱动器的主要电源回路包括电源输入、主开关管、二极管和滤波电容等。这些元件应尽量靠近放置，以缩短电源路径，减小线路电感和电阻，提高电源效率。同时，要确保电源线宽足够，以满足大电流的要求。
控制电路：控制电路包括驱动IC、光耦、运放等元件，这些元件应与主电源回路保持一定距离，以减小干扰。同时，要确保控制电路的布线尽可能短，以提高信号的传输速度和稳定性。
电感和变压器：电感和变压器是实现电机控制的重要元件，应尽量靠近PCB上的电源入口放置，以减小EMI干扰。同时，要确保电感和变压器的磁芯与PCB之间留有足够的空间，以便散热。
电容：电容用于滤除电源中的高频噪声，应尽量靠近负载端放置。同时，要选择低ESR的电容，以提高滤波效果。
热设计，电机驱动器在工作中会产生大量的热量，如果热量不能得到及时散发，会导致驱动器过热甚至烧毁。因此，热设计是电机驱动PCB布局中非常重要的一环。以下是一些关于热设计的要点：
散热器：如果电机驱动器需要自然冷却，应选择合适的散热器，并根据实际情况进行设计和安装。散热器的表面积应尽可能大，以便更好地散发热量。同时，散热器应与驱动器上的热元件紧密接触，并使用导热材料进行导热。
散热孔：如果电机驱动器安装在密闭的环境中，应考虑在驱动器的顶部或侧面打散热孔或安装散热风扇，以便快速散发驱动器产生的热量。同时，散热孔的位置和数量应根据实际情况进行设计和选择。
导热材料：在电机驱动器的热设计中，导热材料的选择和使用非常重要。常用的导热材料包括导热垫、导热硅脂等。应根据实际情况选择合适的导热材料，并将其均匀涂敷在热元件和散热器之间或填充在热元件和金属外壳之间，以提高导热效果。
温度检测：为了确保电机驱动器的安全运行，应安装温度传感器对驱动器的温度进行实时监测。温度传感器应安装在关键的热元件附近或直接接触驱动器的外壳上，以便及时检测到过热情况并采取相应的措施。
冗余和备份：为了提高电机驱动器的可靠性和稳定性，应考虑对关键的热元件和线路进行冗余和备份设计。例如，可以同时使用多个散热器或采用并联线路等设计方式来分散热量和降低单个元件或线路的故障风险。
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正在学习电机驱动相关内容，小白一枚，就遇mps这么多产品，挑花了眼，准备入一个先尝试一番 
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关于倒装结构的SOIC封装，这个在手工补焊、板件维修时，是否与常规键线的芯片有 “ 极大不同”？
直观理解，金属键线细，因此导致的结到封装的热阻大，反过来，这种 “硬连接”，热阻小，在外部短时加热时，影响是否变大？
这种封装结构对使用的环境振动影响是否需要额外考虑？
利用多层PCB设计，将信号线、电源线和地线分离布局，减少相互干扰。同时，还可以在PCB板上设置地线铺铜，以提高电路的抗干扰能力。在电路布局中，尽量使电流路径均衡，避免出现局部过热的情况。可以通过合理安排功率元件的位置和电源线的宽度，以及增加散热设备来实现。尽量将功率元件放在靠近散热器的位置，并合理安排它们的间距，以确保散热效果和工作稳定性。
资料不错了，可以反复查看学习，电机驱动布局和布线很重要，对于不同的封装侧重点也有点不一样，不过一定要保证散热效果，尤其是大功率。
总结很到位的2点：
使用大面积铺铜
走线一定要宽—越宽越好
后期还有没有电流采样的资料学习呢，设计到布局布线。
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电机驱动器中PCB布局主要是要考虑到电流回路、寄生参数以及损耗（开关损耗和导通损耗）导致的热耗的影响，可以参考下面几点：
1.从电路拓扑结构来看，常用H桥驱动直流有刷电机或者三相全桥驱动直流无刷电机，并且采用gate driver 驱动功率MOSFET。由于功率MOSFET的开关和关闭是弥勒电容充放电的过程，所以gate driver要离MOSFET尽量近一点，这样可以降低di/dt。并且通过调整栅极串联电阻，可以调整MOSFET的开启和关闭的速度，从而调整dv/dt。
2.从元器件选型来看，由于芯片的引脚在高频下也会形成寄生感抗，所以尽量选择贴片封装，降低di/dt。如果电机功率较大，MOSFET可以选择带散热焊盘的封装或者集成的功率模块。
3.从热耗来看，电机驱动电路中主要是分为MOSFET的开关损耗（下桥的MOSFET还存在通过二极管续流或者同步整流的损耗）和导通损耗，这些损耗都会以热量（温升）的形式表现出来。当驱动电路经过了仔细计算后（开关损耗，导通损耗，死区时间，振铃抑制等），降低MOSFET温升（或者电路板局部区域温升）的方法大多是，大面积的铺铜箔，利用铜箔进行辅助散热。通过热过孔（通孔）将热量传导电路板的另一层，也就是将局部的热量散开。当然如果通过铜箔散热还不能满足温升要求，那就需要散热片或者风扇，甚至通过水冷或者油冷的方式进行散热。
4.电机驱动器中还有其他的电路，比如电源（buck, boost, buck-boost, sepic等），都遵循开关电源的电路设计和PCB layout优化原则，降低振铃，反馈信号远离噪声，减小寄生参数对电路的影响。
- 电机驱动器中如果排除电源问题的话，烧板大多数都是MOSFET被热击穿了，也就常说的炸管了。当然也会存在MOSFET雪崩击穿次数/频率和能量超过了MOSFET的极限值。此处所说的热击穿主要是由于负载电流直接通过电源正极，经由MOSFET，流到了电源负极（也就是OV），简单公式计算：P=IIR，MOSFET的导通阻抗基本都是毫欧级别，所以瞬间的大功率导致的急速温升会热击穿MOSFET，而且热击穿是不可逆的，MOSFET也就坏了。导致这个问题发生的原因，要么是负载（也就是电机的漆包线）短路，要么上下管(H桥，三相全桥)的MOSFET同时导通了，电流没有从正确的负载（电机）流过。
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看了大家的留言，从中也学习到了很多，在工作的实际设计过程中，考虑最多基础的电源功率器件和信号控制器件，尽量在不同区域布局设计，还有走线线宽尽可能大，但是实际工作中，因受板子尺寸限制，也就是尽量把线走宽，尤其功率走线，还可以采用局部铺地的方法
在发热量不变的前提下，如果自然冷却，就需要要注意发热器件和热敏感器件的距离。
风冷时，注意高温器件与冷风入口的关系。
电机驱动中，发烫一方面主要是因为电路设计中，效率过低导致的功耗过大（能量守恒定理，电能转换为热能）。所以需要降低主驱动电流回路中的各种损耗，比如提高开关管（mosfet, IGBT等）的开关速度，以及选择导通阻抗低(MOSFET)/VCE低（IGBT）的开关管，减小死区时间（保留最小安全死区时间）。发烫的另一方面是散热能力不足，这时候就需要增强散热能力，比如用大面积的铜箔散热，铜箔上露出焊盘用来镀锡增加散热能力，用过孔将热量传导其他层以便热量分散，增加散热器（开关管跟散热器之间用导热率高的导热脂），增加散热风扇等。
烧板的主要原因，一方面是上下开关管的死区时间预留不够，导致上下管同时导通，这个在电机驱动中很常见。另一方面是随着工作温度上升，开关管的导通阈值下降，从而导致下管误导通，形成的上下管同时导通，还有一方面就是开关管的栅极抗干扰性能不够，纹波导致的误导通，也是主要发生在下管。
电机驱动PCB布局跟开关电源PCB布局的原理很类似，都是尽量降低电流环路的路径，控制信号和功率信号分开，误差反馈放大信号尤其要尽量远离功率信号，以便比较器/运放/单片机采集到的是真实的反馈信号。
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yunke
13
电机驱动PCB布局，最主要的考虑就是散热、走大电流、抗干扰等等。对于走大电流问题，我比较喜欢开窗，好处不用说，坏处嘛，目前还没遇到过。
1.信号传输路径优化：信号的传输是电机驱动PCB设计的关键。应避免信号线路之间的串扰和干扰，通过合理布局信号线和采用屏蔽措施，提高信号传输的稳定性和可靠性。
2.电源线优化：电机驱动需要稳定的电源供应。应尽量缩短电源线的长度，减少电阻和电感，并在高功率电机驱动中考虑电源线的散热问题，合理设计散热器件以保持电源稳定工作。
3.电机回路布局：电机驱动的核心是电机回路，其布局直接影响电机的性能和稳定性。应将电机回路与其他部分分离，采用独立的层次，避免相互干扰，并考虑功率元件的散热问题。
4.分层布局：利用多层PCB设计，将信号线、电源线和地线分离布局，减少相互干扰。设置地线铺铜以提高电路抗干扰能力。
5.平衡布局：使电流路径均衡，避免局部过热情况。通过合理安排功率元件的位置和电源线的宽度，以及增加散热设备来实现。
6.合理放置功率元件：功率元件的位置对散热和电路稳定性至关重要。应将功率元件放在靠近散热器的位置，并合理安排它们间距，以保证散热效果和工作稳定性。
7.引脚安排：合理安排元件的引脚，减少跨线和引脚之间的干扰。可以采用交错排列或引脚跳线的设计，提高布局的紧凑性和稳定性。
8.电源的位置选择：电源应放置在负载附近，以防止PCB走线过长导致电压压差过大，影响供电精度和动态响应速度。如果系统有风扇散热，将电源放置在出风口有助于散热，提升电源效率
电机驱动PCB的布局和设计对于确保PCB的充分冷却和优化性能至关重要。在布局和设计过程中，需要考虑以下关键因素：
- 元器件和布线规划：根据电流和功率要求，合理安排元器件的位置，以减少线路长度和降低电磁干扰（EMI）。特别注意大电流和高电压的线路布局，尽量减少弯曲和锐角，以降低集肤效应和电磁场。
- 电源和地平面：确保电源和地平面完整，以提供稳定的电源和回流路径。尽量减少电源和地之间的阻抗，以降低电压降和EMI。
- 散热设计：根据发热元件的分布情况，合理设计散热路径。可以使用导热性能好的材料（如金属基板或导热硅脂）加强热传递。在PCB布局时，避免将大功耗元件直接放置在散热路径上，以减少热阻。
- 分区设计：将PCB分为不同的功能区域，如电源区、控制逻辑区、功率输出区等。这样可以更好地管理电源和信号流，降低干扰和热分布不均的问题。
- 接口和连接器布局：根据外部连接需求，合理安排接口和连接器的位置。确保它们易于连接，并且考虑到电缆或连接器的弯曲半径。
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电机驱动的PCB布局需要注意一些重要的方面，以确保电路的稳定性和性能。以下是一些建议：
分离地域： 将不同功能的电路分开，并确保它们有各自的地域。例如，将电机驱动电路的地域与控制电路的地域分开，以防止电机噪声对控制电路的影响。
电流回路： 电机通常会引起较大的电流波动。确保电机的电流回路是短而宽的，以降低电阻和电感。
电源滤波： 为电机和控制电路提供稳定的电源。使用适当的电源滤波电容和电感，以减少电源噪声。
防止电磁干扰： 使用适当的屏蔽和滤波来减少电机引起的电磁干扰。这有助于防止电磁辐射对周围电路的干扰。
温度控制： 电机工作时可能会产生热量。确保在PCB设计中考虑到散热和温度控制，以防止过热对电路元件的影响。
地布局： 设计良好的地布局对于电机驱动电路至关重要。采用星形或层次地布局，以最小化地回流路径。
绕线排列： 如果可能，尽量避免电机和控制电路之间的绕线交叉。这有助于减少电感和互感对电路的影响。
电机驱动器位置： 尽量将电机驱动器放置在离其他敏感电路较远的位置，以减少电磁干扰。
请注意，具体的布局取决于你的电机类型、应用场景和具体要求。在设计PCB布局时，最好参考电机驱动器芯片和电机制造商的建议和规范。
yaof
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此前对于电机驱动PCB板的设计基本以控制逻辑和信号为核心，重点在控制。不得不说，对于散热管理还是处于放羊状态，基本上是加大铺铜，加大走线宽度，样品出来测试不够就加散热器，这个是多数开发项目的常态。最主要的原因除了能力不足以外，就是散热平衡还是状态比较复杂，难于精确定量计算，而且发热器件作为发射源的计算也缺乏资料。这也造成了广泛存在的PCB发烫和烧板的情况，更多要在实际测试中去用多种工具去发现异常的位置，然后再修正设计。所以设计还是比较粗糙的。
通过学习MPS的设计资料还是收获满满，围绕电机驱动的散热是一个系统工程，要从散热源头开始，结合软件控制逻辑，是否采用低功耗管理，到PCB散热设计物理计算方法。这样的过程就会提高设计的准确性，减小不必要的PCB设计面积，提高可靠性。
从MPS的引线设计和封装设计开始，就为了充分提高引线封装的功耗能力，采用 “倒装芯片引线框架” 结构。在不使用接合线的情况下，使用铜凸点和焊料将芯片粘接至金属引线，从而可通过引线将热量从芯片传导至 PCB。然后各种封装的底部外露板和通孔设计，都是保证结温更好的散热的方法。
然后才逐步分析PCB的传导、对流、散热各种散热方式，热阻计算，比较精确地分析散热的物理平衡模型。
在散热分析中，还包括了脉冲功率的统计计算，这个对应着采用开关电路的控制模式，这个是由软件的设计，占空比和开关频率等综合决定的。
落实到设计，从走线宽度，焊盘，铺铜，元件焊接等都详细提出了解决方法。这样的设计和分析过程，使开发者增加了算法工具，能够设计出更优秀的电机控制回路。
电机驱动在器件的选型、PCB布局走线、软件的驱动方式都有很大关系：
器件的选型：H桥驱动的MOS选择上，选择Rdson尽可能小，Qg小的MOS管。如果有选用栅极驱动器，选用输出电流大的，尽可能减小开关损耗。
PCB布局走线上：使用大面积铺铜，加快散热；走线上尽可能宽，减小走线温升，减小寄生电感；增加足够的热过孔；旁路电容尽可能靠近芯片，在配置大容量电容，走线先经过大容量电容-》旁路电容-》芯片；
软件的驱动方式：PWM驱动控制频率不可太高，太高了开关损耗大。也不可太小，要避开音频区。对于专用电机驱动芯片，还需要根据芯片最小
消隐时间来定。
对电机驱动PCB布局建议如下：
电流回路与散热设计：电机的电流回路设计是关键。应确保回路尽可能短且宽，这样可以减少电阻和电感。同时，电机在工作时可能会产生大量热量，因此需要在设计中考虑良好的散热方案，避免过热对电路造成损害。
电磁干扰与屏蔽：电机在运行时可能会产生强烈的电磁场，对周围电路造成干扰。为了减少这种影响，可以采用适当的屏蔽措施，如金属罩或导电材料，以隔离电机和控制电路。此外，滤波电路也是减少电磁干扰的有效手段。
控制电路与地域分离：将控制电路和电机驱动电路分开布局是一个很好的策略。这样可以避免电机噪声对控制电路的干扰，提高整个系统的稳定性。
电源设计：稳定的电源对于电机的正常运行至关重要。使用高品质的电源滤波电容和电感可以减少电源的噪声，确保电机和控制电路得到平稳的电力供应。
绕线与交叉：在布局中，尽量减少电机和控制电路之间的绕线交叉。这样可以降低电感和互感的影响，提高系统的稳定性。如果可能，尽量使用垂直或水平走线，以减少不必要的绕线。
驱动器位置：电机驱动器的位置也需要仔细考虑。为了减少对其他敏感电路的干扰，应尽量将其放置在远离这些电路的位置。此外，考虑将驱动器放置在PCB的边缘或角落，这样可以更好地利用空间并简化布线。
地布局与回流路径：设计良好的地布局可以确保系统的稳定性。地线应尽量短且直接，以最小化地回流路径。可以考虑使用星形或层次地布局，这有助于提高系统的电磁兼容性（EMC）。
电机驱动的PCB布局是一项需要细致考虑和精心设计的任务。通过遵循上述建议并密切关注细节，可以确保电路的稳定性和性能。同时，根据具体的电机类型和应用场景进行适当的调整和优化也是非常重要的。
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sora
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MPS公司采用 “倒装芯片引线框架” 结构 不使用接合线，使用铜凸点和焊料将芯片粘接至金属引线，通过引线将热量从芯片传导至 PCB 这是为了什么呢？
大功率电机驱动电路中，电路板发热很多原因就是因为热能损耗以热量的形式体现出来的。在电路板布局时，把功率驱动的部分（U、V、W三相的MOSFET）可以分散开一点，并且把铜箔面积铺大一点用来散热。电路设计中通过软件配置和硬件电路设计，把死区时间余量留足，可以避免烧板的发生。并且由于电路板的铜箔在开关切换下会形成寄生感抗，就需要尽量的减短驱动信号的走线。
参考MPS的分享的资料以及之前设计直流无刷电动工具控制器的经验，电机在高速运转的状态下如果换相时序设计的不好，或者开关管的开关速度设计的太慢，很容易烧板子。板子发烫是很正常的情况，毕竟开关管是有开关损耗和导通损耗的，而且如果采用下管的二极管续流，低负载时下管的发热也挺严重的，所以在PCB layout时，在开关管的旁边有时会放置贴片的散热片或者铜箔去绿漆后镀锡用来给电路板散热。
