电源设计挑战多，搞定大电流可以解烦忧

 开场白的时候，提到了电源设计最重要的因素是电流，电流大小决定了电源设计的难度。那么电源的电流是这几年才开始变大的吗?早些年没有大电流的电源设计吗?答案当然是否定的!那么这些年电源设计的大电流和之前有什么区别呢?

我的总结是：一个是高压大电流，一个是低压大电流。

高压大电流电源的设计难点

时间退回十年或者二十年之前，那个时代不是没有大电流的电源设计，而是绝大多数大电流的单板，都是电源板或者背板。普通的功能板或者板卡类单板，由于芯片工作的IO电压大多是3.3V，5V，电流通常也不会太大，大多在10A以下，常见的就是几安培。而电源板或者背板，电流大的同时，电压也比较高，12V，36V，48V以上。所以我总结为高压大电流的设计挑战。

应对高压，我们要关注安规，注意各种安全距离，包括空气间隙，爬电距离等。关心阻燃，绝缘等安全相关的设计要求。这是另外一个很大的范畴，在这里就不一一赘述了，大家关心的可以找相关资料看看，一博科技也有相关的专家负责安规的设计。

这类设计应对大电流的设计挑战，解决方法也是简单粗暴的。尽量粗的走线，尽量宽的铜箔，如果还不能满足，那就厚铜，2oz不行就4oz，再不行就6oz，10oz，甚至12oz。我们在各研讨会都有展示的一款厚铜板，就是12oz的铜箔厚度设计。小小一块板子，显得非常厚重，我们的工艺专家东哥的介绍就是：居家旅行，防身必备 ^-^

而传统的设计规则应对这类电源板的大电流，也是简单粗暴的过设计。所以大家心目中的载流答案经常是非常保守的，比如1安培电流，大约需要40mil的线宽;而一个10~12mil的过孔，只能承载0.5安培的电流，我甚至听到有人回答说12mil的过孔承载0.2安培电流。我当时就在想，如果你的设计是20安培电流，那你需要打多少过孔呢?

所以我们来到电源设计的另一个挑战……

低压大电流电源的设计难点

其实高压低压，并不是这两类问题的主要分界点。我真正想说的主要区别是，现在传统的功能电路，也就是我们设计的CPU，DSP，大规模的FPGA，Core电流经常就有几十安培，IO电源的电流也变得越来越大。电源设计的趋势如下图所示：

如下图的设计，密集的过孔，有限的板子面积以及层数，我们如何应对大电流设计的挑战呢?我们如何计算必须的载流通道(包括铜皮宽度及过孔数量)呢?

如下图所示，DC和AC的问题，一起构成了电源设计的问题。