Largura do traço do PCB vs. tabela de corrente: guia para design ideal

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Você já se perguntou sobre a Tabela de Largura de Traço de PCB vs. Corrente em um PCB? Depende da corrente que eles vão carregar. Esta tabela de largura de traço vs. corrente é sua melhor amiga quando se trata de projetar PCBs mais seguros e eficientescombinando larguras de traço com as necessidades atuais. Vamos dar uma olhada nesta ferramenta de design essencial!

O que é largura de traço de PCB?

O processo de Traço de PCB largura é essencialmente a dimensão da espessura do cobre faixas que estão em seu placa de circuito. É absolutamente necessário para transmitir a corrente adequadamente; tem que ser assim. Quanto maior a largura do traçomais corrente um traço é capaz de suportar.

Calculadora de largura de rastreamento de PCB

Fórmula: A = T × W × 1.378

A área da secção transversal de um Traço de PCB é calculado:

A = V × L

Onde:

A = Área em mils quadrados
T = Espessura do traço em mils
W = Largura do traço em mils

O fator 1.378 é usado para converter a espessura do cobre de onças por pé quadrado para mils; novamenteesse fator não é usado para calcular a área. Assimcálculos exatos de área transversal são o benchmark para escolher a capacidade de condução de corrente apropriada para traços de PCB.

Fórmula: Imax = (k × TRISE^b) × A

A fórmula de corrente máxima é:

Eu = k × A^b × TRISE^c

Onde:

I = Corrente máxima
A = área da seção transversal
TRISE = Aumento de temperatura permitido
kbc = constantes ajustadas

Esta fórmula calcula o limite seguro para a corrente com base na área da seção transversal do traço e no aumento de temperatura permitido para que o PCB não superaqueça.

Temperatura de rastreamento

Foi observado que a temperatura dos traços desempenha um papel crítico na Design PCB já que impacta o desempenho geral e a confiabilidade da placa. A corrente flui através dos traçoso que aquece os caminhos de cobreo que causa um aumento em sua temperatura. Calor: deve ser bem administrado neste caso para evitar danos ao equipamento. A tabela de largura de trilha vs. corrente orienta você sobre a largura de trilha correta em um esforço para restringir as temperaturas dos diplomasque geralmente variam entre 10°C e 20°C.

Considerações sobre a temperatura do traço

• Atual: Corrente mais alta na verdade aumenta a quantidade de calor produzida no traço. Isso aumenta a temperatura. Você tem que descobrir se o traço pode suportar a quantidade de corrente que passa através de e não deve superaquecer.
• Largura do traço: Traços mais largos dissipam o calor por uma área maior à superfície dos talhos, área epor sua vezsão projetados para operar em temperaturas mais baixas. Eles podem lidar com maiores quantidades de corrente sem aumentos significativos na temperatura. Traços mais grossos podem ser usados ​​para garantir que os traços sejam bem definidos e não se degradem ao longo dos próximos meses.
• Espessura de cobre: Traços de cobre mais largos também aumentam a dissipação de calor em comparação com sua contraparte mais fina. Isso é para proteger contra aquecimento em regiões com alta densidade de corrente. Conforme a camada de cobre aumentaisso significa que o design que está sendo proposto é mais durável.
• Temperatura ambiente: Temperaturas ambientes aumentam o acúmulo de calor eportantofazem com que a dissipação de calor seja mais agressiva. Isso leva ao fato de que o traço vai esquentar rapidamente. Um projetista que se envolve em aplicações de alta corrente deve considerar os efeitos que vêm com o ambiente.

Cálculo de resistência

A resistência de traço de PCB pode ser calculada usando o comprimentolargura e espessura do cobre. A fórmula de resistência de traço é dada abaixo:

R = ρ×( W×TL )

Onde:

R = Resistência em ohms (Ω)
ρ = Resistividade do cobre (1.68 × 10⁻⁸ Ω·m)
L = Comprimento do traço (m)
W = Largura do traço (m)
T = Espessura do cobre (m)

Cálculo da Queda de Tensão

A relação para calcular a queda de tensão em um traço de PCB é a seguinte: isso é conhecido como lei de Ohm:

V = eu * R

Onde:

V = Queda de tensão (V)
I = Corrente (A)
R = Resistência de traço (Ω)

Para queda de tensão mínima na sua PCBtente usar trilhas largas ou cobre grosso para os caminhos de alta corrente.

Cálculo de dissipação de energia

A dissipação de potência no traço de uma PCB é calculada pela seguinte fórmula

P = I ^ 2 * R

Onde:

P = Dissipação de potência W
I = Corrente A
R = Resistência de traço Ω

Para minimizar a dissipação de energia e a geração de calorvocê deve aumentar as larguras dos traços para a corrente esperada usando a tabela de largura dos traços do PCB em relação à corrente.

Largura de traço sugerida para PCB de cobre de 1oz

Largura do traço para PCBs de cobre de 1 oz varia em termos de corrente. Em casos onde altas correntes estão envolvidaso traço seria mais largo para maior acomodação de corrente. Por exemplouma largura de traço de 10 mil pode suportar até cerca de 1 ampèreenquanto uma largura de traço de 50 mil é capaz de suportar cerca de quatro ampères. Nunca se esqueça de procurar uma tabela que estabeleça a comparação entre a largura do traço do PCB e a corrente.

Largura do traço e capacidade de transporte de corrente

A largura do traço tem um impacto direto na capacidade de transporte de corrente. Hoje em diapara aumentar a capacidade de transporte de corrente por um fator de doiseles se tornaram mais de vinte vezes mais largos. As duas outras considerações são a espessura do cobre e a temperatura do ambiente ao redor dele. Tudo isso precisa ser verificado cuidadosamente quando você estiver projetando um PCB.

O que é uma tabela atual?

A tabela atual representa a compatibilidade de largura de corrente e traço no PCB para ajudar os designers ao projetar. Ela informa qual largura de traço selecionar dependendo da corrente que é necessária para seu PCB. Isso ajuda a garantir que seu PCB funcione sem esquentar muito. Com a tabela usadapode-se obter o melhor resultado possível. Ao aderir a essas diretrizesa placa que você está usando estará segura e confiável para funcionar com potência ideal o tempo todo.

Fatores que afetam a capacidade máxima de transporte de corrente

Os benefícios dos projetos de PCB de alta velocidade incluemmas não estão limitados a; a capacidade de lidar com a corrente máxima em traços de PCB depende da largura do últimoespessura do cobre e algumas outras condições. Isso influencia a dissipação de calor. A seleção adequada garante que não haverá fraquezas que possam trazer ineficiência ou perigo para a operação industrial.

Resumo das considerações sobre espessura de traços

Traços de cobre mais espessos são usados ​​como resultado da capacidade de transportar mais correntereduzindo assim as chances de superaquecimento. Outros fatores que afetam o calor incluem a configuração de colocação das camadas e a temperatura ambiente. Normalmenteo aspecto crítico a ser controlado nos traçadores é a densidade da espessuraque deve sempre ser levada em consideração nas limitações do projeto. Isso fornece uma maneira segura de lidar com a corrente e a durabilidade do produto a longo prazo.

Regulamentos do IPC para capacidade atual

Códigos IPC também define boas diretrizes para a capacidade atual da linha de PCB para evitar qualquer contratempo e garantir que tudo seja o mais confiável possível. As regras mencionadas abaixo auxiliam na seleção adequada da largura do traço e da espessura do cobre. Os padrões IPC garantem que seu PCB pode lidar com os requisitos de corrente necessários sem representar muitos riscos.

Espessura do cobre como uma medida fundamental

Diferentes espessuras de cobre causam um grande impacto na capacidade de transporte de corrente do traço do PCB. Assimusar cobre mais espessopor exemplo 2ozé bom para passar alta corrente do que cobre de 1oz. Por exemplocobre de 2oz fornece capacidade consideravelmente mais corrente na mesma largura de traço. No caso da espessura do cobreé muito necessário aderir às diretrizes fornecidas pelo IPC para ter a melhor capacidade de transporte de corrente.

Projetando para parâmetros de alta corrente

Ao instalar PCBs para altas correntescertos parâmetroscomo a largura do traço e a espessura do revestimento de cobredevem ser levados em conta. É por isso que os traços de cobre de 2oz permitem a entrega de altos níveis de corrente sem esquentar muito. Essa abordagemeu poderia acrescentarmelhora a eficiência operacional e a robustez dessas placas. Diretrizes adequadas podem ser mantidas para garantir que seu PCB opere como foi planejado ou projetado especialmente para aplicações de alta corrente.

Corrente máxima para traços de cobre de 2 onças

Mesmo que dois traços de cobre tenham a mesma larguracomo 2 oz e um de 1ozum traço de cobre de 2oz pode suportar mais corrente. Por exemploum traço com 100 mil de largura com um cobre de 2 oz pode suportar cerca de 10Aenquanto um cobre de 1oz suporta cerca de 5A. Isso torna o cobre de 2oz perfeito para uso em trilhos de energia que exigem altas quantidades de corrente. É importante sempre ter a largura correta do traço para aumentar a capacidade de correntebem como evitar tanto acúmulo de calor.

Usando o nomógrafo IPC 2152

Estes nomógrafosem gerale mais especialmente o nomógrafo IPC 2152ajudam os projetistas de PCB em seu trabalho. Eles ajudam você a chegar à largura de traço correta com relação às restrições de corrente e aumento de temperatura. Essa representação faz com que a decisão seja mais rápida e precisapois reduz o tempo geral usado na tomada de decisão. Com essa ferramentavocê pode garantir que seu projeto seja capaz de executar em um determinado nível.

Exemplos de projetos que utilizam o nomógrafo IPC 2152:

• Redes de distribuição de energia: Facilita a correção da largura do traço para caminhos de alta correnteo que leva a menos Voltagem perdas e dissipação de calor.
• Controladores de motor de alta corrente: Define a largura do traço para fornecer alimentação segura e de alta corrente aos motores.
• Inversores solares: Auxilia no projeto de distribuição de energia para interfaces de alta corrente em aplicações de sistemas solares.
• Bateria Sistemas de Gestão (BMS): Especifica a largura do traço para preocupação e ciclo de descarga do fluxo seguro de corrente.
• Sistemas de automação industrial: Auxilia na seleção de fonte de energia traços para os circuitos da máquina e os circuitos de controle.

Verificando o roteamento de impedância controlada

Para projetos de sinais de alta velocidadeespecialmente para aqueles sinais com características especiaiscomo sinal de baixo ruído e alta frequênciao controlado impedância o roteamento também deve ser verificado e validado. Isso é verdade quando os tamanhos dos recursos de fabricação são grandes eportantopode afetar a integridade do sinalprincipalmente ao trabalhar em sistemas de alta frequência. Pode ser necessário ajustar a impedância com o comprimento para atender ao valor de largura necessário para a função adequada da linha. Deve-se sempre prestar muita atenção em como a impedância roteamento é manipulado para obter bons sinais e PCBs fortes.

Camadas internas vs. Camadas externas

Perguntas

Por que usar uma calculadora de largura de traço de PCB?

Com o uso de uma calculadora de largura de traço de PCBé mais fácil comparado a ter largura de traço vs tabela atual apenas. Os resultados são altamente precisoseconomizam tempo e frequentemente otimizam os projetos para entregar exatamente o que se precisa. Com o uso de uma calculadora e tabelapode ser mais eficiente em sua aplicação e design de PCB.

Por que a calculadora mostra que as larguras dos traços internos devem ser maiores que as dos traços externos?

Devido às diferenças na dissipação de calor e densidade de correnteas calculadoras de largura de traço propõem larguras de traço um pouco maiores para camadas internas em vez de externas. É melhor usar traços externos que podem dissipar calor em vez de traços internos que exigem um traço largo para garantir que capacidades de manuseio de corrente semelhantes sejam atendidas. As informações acima devem ser conhecidas e acopladas à tabela de largura de traço vs. corrente para que nenhum projeto pareça ineficaz ou não confiável.

Conclusão

Entender o conceito de largura de traço de PCBbem como a capacidade de condução de corrente dos PCBs deve ser útil ao projetar PCBs. Fatores como a espessura do cobretemperatura ambiente e posição da camada identificarão quanta corrente um traço pode suportar. Assimusando a tabela de largura de traço de PCB vs corrente e a calculadora fornecida acimaos projetistas podem estar em bons termos e tomar decisões corretas com referência ao formato real de seus circuitos para ter a funcionalidade e o desempenho necessários em suas aplicações.