Wymiarowanie śladu na płytce drukowanej do przenoszenia 2,5 amperów

24

Potrzebuję śladu na mojej płytce drukowanej, aby przewodzić prąd o natężeniu do 2,5 ampera (średnio), z skokami 5-6 amperów (przechodzi do zasilacza impulsowego). Jak szerokie powinny być ślady? Mam kompromis między niezawodnością a rozmiarem, ponieważ produkt ma ograniczoną przestrzeń. Wszelkie wskazówki będą mile widziane.

pcb current Thomas O
źródło
1
Grubość / waga miedzi?
tyblu

Odpowiedzi:

24

Po zrobieniu szybkiego wyszukiwania w Google „Kalkulator prądu PCB” znalazłem kalkulator prądu PCB oparty na IPC-2152. Opiera szerokość toru na tym, jaki wzrost temperatury może mieć ślad. To miłe, ponieważ pokazuje, ile energii marnujesz przez swój ślad. Zaprojektowałbym dla twojego najgorszego prądu RMS, ponieważ będzie to sygnał okresowy.

Jeśli użyjesz miedzi 2 uncje / ft 2 zamiast standardowej miedzi 1 uncja / ft 2 , nie będziesz potrzebować tak szerokiego śladu, aby osiągnąć ten sam opór. Na przykład, pozwalając na wzrost o 10 o C , możesz uciec z tymi liczbami przy 3 A bez pobliskiej płaszczyzny miedzi:

  • 177 mil (4,50 mm) 1 / 2 uncje / ft 2 miedzi
  • 89 mil (2,26 mm) na miedzi 1 uncja / ft 2 (35µm)
  • 47 mil (1,19 mm) na miedzi 2 oz / ft 2 (70µm)

Uwaga: IPC-2221 (standard zastosowany w pierwotnej odpowiedzi) wykorzystuje stare zmierzone wartości do swoich wykresów projektowych, które są zaimplementowane w wielu kalkulatorach. O ile mi wiadomo, dane te miały 50 lat, co czyni IPC-ML-910 (1968) możliwym źródłem. Jak wskazał @AlcubierreDrive, nowy standard, IPC-2152, zawiera nowe zmierzone dane i przypuszczalnie jest bardziej dokładny. Co ważniejsze, porównanie wartości IPC-2221 daje następujący wynik dla szerokości śladów: IPC-2221 (wewnętrzny)> IPC-2152> IPC-2221 (zewnętrzny). Rzeczywiste liczby dla powyższego przykładu (1 uncja miedzi) to

IPC-2152:             89 mil 
IPC-2221 (internal): 143 mil (+60%)
IPC-2221 (external):  55 mil (-38%)

Należy również zauważyć, że pierwotne liczby w tej odpowiedzi były oparte na wewnętrznych obliczeniach IPC-2221 , które zapewnią ostrożny szacunek dla wszystkich wartości.

W5VO
źródło
Ten kalkulator jest nieprawidłowy! Opiera się na IPC-2221, który jest niepoprawny i został zastąpiony przez IPC-2152. Użycie IPC-2221 spowoduje zmniejszenie rozmiarów śladów zewnętrznej warstwy 2 razy !! Aby zapoznać się z historią, przejdź do Google IPC-2152 lub zobacz sekcję „Wykres historyczny” w tym dokumencie: frontdoor.biz/PCBportal/HowTo2152.pdf
AlcubierreDrive
@AlcubierreDrive Co ciekawe, zostało to napisane mniej więcej w momencie pojawienia się IPC-2152. Zaktualizuję odpowiednio swoją odpowiedź. Czy wiesz, czy nowszy IPC-2221B (2013) rozwiązuje ten problem?
W5VO,
NinjaCalc zawiera kalkulator prądu toru oparty na standardzie IPC-2152. Oświadczenie: Jestem autorem.
gbmhunter
21

Częstą praktyką w przypadku urządzeń wysokoprądowych jest lutowanie grubego drutu miedzianego na ścieżce 2-3 mm. Drut 1 mm ^ 2 może z łatwością obsłużyć 10A.

BarsMonster
źródło
3
Przybył
1
Błędny przycisk) Czy mógłbyś edytować coś w swojej odpowiedzi? :-)
BarsMonster,
1
Edycja NOP zakończona!
tyblu
10

Pamiętam, jak widziałem ten nomogram w innej odpowiedzi :

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Wybierz 2,5A na osi pionowej górnego wykresu. Przejdź do linii wskazującej dopuszczalny wzrost temperatury. Przesuń w dół do grubości miedzi na PCB na dolnym wykresie. To przecięcie daje wymaganą szerokość na osi pionowej.

stevenvh
źródło
Prawdopodobnie masz na myśli tę odpowiedź: electronics.stackexchange.com/a/5405/4950
PetPaulsen
@PetPaulsen - to ten jeden. Dzięki, zaktualizuję swoją odpowiedź.
stevenvh
2

Inną opcją byłoby użycie szyny PCB wlutowanej w płytkę drukowaną - dodałyby one również pewną sztywność do twojej płytki drukowanej, gdyby tego potrzebowała

BullBoyShoes
źródło
Płytka FR4 o grubości 1,6 mm jest wielokrotnie sztywniejsza niż szyna zbiorcza!
stevenvh
1
@stevenvh - Co? Nie, nie są. Dodatkowo, szyna zbiorcza jest zasadniczo prostopadła do płytki drukowanej, więc jest znacznie sztywniejsza. W rzeczywistości są one sprzedawane specjalnie jako usztywniacze do PCB .
Connor Wolf,
@Fake - Tak, widziałem, jak sprzedawane są jako usztywniacze, ale nie jestem pewien, czy to dobry pomysł: chcesz mieć jak najmniej siły na połączenia lutowane.
stevenvh
@Fake - właśnie zadałem o tym pytanie .
stevenvh