HERRAMIENTA PARA CALCULAR LA CAPACIDAD DE CONDUCCIÓN DE CORRIENTE DE LOS PCB

Calculadora del ancho de las pistas de un circuito impreso

Calcula el ancho mínimo de una pista de PCB, añade un margen de seguridad o comprueba la capacidad de corriente de una pista existente utilizando un modelo empírico basado en la norma IPC-2221. La herramienta también calcula la resistencia, la caída de tensión, la pérdida de potencia, la densidad de corriente y la temperatura del conductor.

Capas externas e internas mm, mil, °C y °F Medición del ancho y comprobación de trazos
Calcular el ancho de la pista Práctica de validación de revisiones
LA RUTA DEL COBRE PANTALLA TÉRMICA
ANCHURA W LONGITUD DE LA RUTA L ACTUAL I FLUJO TÉRMICO
MODELO ESTILO IPC-2221
CAPA PREDETERMINADA EXTERNO
RECOMENDADO W 8,99 mm

CALCULADOR INTERACTIVO DE TALLAS DE COBRE

Dimensionar un trazado nuevo o comprobar una ruta existente

Introduzca la geometría final del cobre y el aumento de temperatura permitido. Los resultados se actualizan de inmediato y constituyen una estimación preliminar de selección, no una garantía térmica de producción.

Modo de cálculo
Unidades de geometría
Unidades de temperatura

DATOS DE DISEÑO

Parámetros eléctricos y del cobre

A
µm
°C
mm
°C
%

MODELO DE TRAZA ACTIVA

Traza externa de cobre

k = 0,048
W
T
Salario mínimo
7,194 mm
W seleccionados
8,993 mm
T de cobre
35,0 µm
Longitud L
150,0 mm
Ecuación de selección según la norma IPC-2221 I = k × ΔT0,44 × A0,725

A es el área de la sección transversal del cobre en milésimas de pulgada al cuadrado. El ancho recomendado tiene en cuenta el margen de diseño seleccionado por el usuario tras calcular el área mínima.

Los datos introducidos se encuentran dentro de los límites de selección de la calculadora
ANCHURA TÉCNICA RECOMENDADA 8,99 mm 354,05 mil · 0,3541 pulgadas
PANTALLA DE DISEÑO Se ha aplicado el margen de anchura 25%

Utiliza el ancho recomendado como punto de partida para el diseño y, a continuación, comprueba la disposición de las capas de producción y el entorno térmico.

Ancho mínimo 7,194 mm
Capacidad estimada 11,76 A
Aprovechamiento de la capacidad 85.0%
Resistencia de traza 8 700 mΩ
Caída de tensión 87,00 mV
Pérdida de potencia 870,03 mW
Densidad de corriente 31,77 A/mm²
Temperatura del conductor 35,0 °C
BASE DE CÁLCULO Capa externa · Estilo IPC-2221

BASE DE CÁLCULO

Cómo se calcula la estimación del ancho de las pistas de una placa de circuito impreso

La calculadora utiliza la conocida relación empírica entre corriente y capacidad de la norma IPC-2221 para el dimensionamiento rápido de las pistas. A continuación, calcula las pérdidas eléctricas a partir de la sección transversal del cobre acabado y de la resistividad del cobre ajustada en función de la temperatura.

01

Superficie de cobre necesaria

A = [I ÷ (k × ΔT0,44)]1/0,725

El coeficiente es de 0,048 para una pista externa y de 0,024 para una pista interna. El área se calcula en milésimas de pulgada al cuadrado.

02

Ancho mínimo y recomendado

Wmin = A ÷ T · Wrec = Wmin(1 + margen)

El espesor del cobre acabado convierte el área requerida en anchura. El margen de diseño es explícito y ajustable, en lugar de estar oculto.

03

Resistencia y pérdidas en corriente continua

R = ρ(T) × L ÷ (W × T)

La resistencia se ajusta a la temperatura ambiente más el aumento de temperatura seleccionado y, a continuación, se utiliza para calcular la caída de tensión y la pérdida I²R.

04

Comprobación de trazas existentes

Icapacidad = k × ΔT0,44 × (W × T)0,725

La opción «Comprobar traza existente» invierte el flujo de trabajo y compara la corriente aplicada con la capacidad empírica del ancho final introducido.

Interpretación técnica:

El IPC-2221 es un método de cribado empírico obsoleto. La correlación al estilo del IPC-2152, los planos de cobre, los conductores cercanos, el flujo de aire en la carcasa, la estructura del sustrato, la máscara de soldadura y la disipación térmica a nivel de placa pueden dar lugar a temperaturas diferentes. Utiliza este resultado como punto de partida para debatir el diseño y la fabricación, no para certificar un diseño ya lanzado.

CALIDAD DE LA SEÑAL DE ENTRADA

Utiliza los valores del cobre acabado y un límite térmico realista

El modelo es sencillo, pero el resultado depende en gran medida de que la intensidad de la corriente, el espesor del cobre, la ubicación de las capas y el aumento de temperatura reflejen la estructura real de la placa de circuito impreso.

Corriente continua

Introduzca la corriente nominal de la línea, no solo un valor típico de funcionamiento. Las cargas pulsadas requieren una evaluación por separado de los transitorios y del ciclo de trabajo.

Espesor del cobre acabado

Utiliza el espesor del conductor una vez fabricado. El peso nominal del cobre es un valor predeterminado práctico, pero el espesor del cobre de la capa exterior recubierta puede variar.

Aumento de temperatura permitido

Se trata del aumento permitido con respecto a la temperatura ambiente, no del valor máximo nominal de un componente o de un laminado. Un aumento objetivo menor da lugar a pistas más anchas.

Longitud total del recorrido

La longitud no modifica el resultado del ancho según la norma IPC-2221, pero sí influye directamente en la resistencia, la caída de tensión y la pérdida de potencia.

LÍMITE TÉCNICO

Qué incluye la calculadora y qué aspectos aún deben validarse

Incluido en el presupuesto

  • Coeficientes externos e internos del tipo IPC-2221
  • Espesor final del cobre y margen de anchura explícito
  • Conversión de medidas geométricas entre el sistema métrico y el imperial
  • Conversión de temperatura entre grados Celsius y Fahrenheit
  • Resistencia, caída de tensión, pérdida de potencia y densidad de corriente

Verificar fuera de la calculadora

  • Pruebas térmicas de correlación y de producción según la norma IPC-2152
  • Rellenos de cobre, trazas paralelas, estrechamientos, vías y almohadillas
  • Flujo de aire, temperatura del recinto y fuentes de calor cercanas
  • Acoplamiento plano, espesor del sustrato y distribución del cobre
  • Tolerancia de fabricación, recubrimiento, perfil de grabado y máscara de soldadura

DE LA CALCULADORA A LAS PRUEBAS DE LA PUBLICACIÓN

Utiliza el presupuesto junto con la revisión de la disposición de los componentes, la inspección de las rutas de corriente y la validación térmica a nivel de sistema.

Validación técnica Documentos técnicos Plataformas de referencia

REFERENCIA DEL COBRE

Conversión del peso y el espesor nominales del cobre

Estas conversiones nominales habituales resultan útiles para la fase preliminar. Confirma el espesor final del cobre con el fabricante de placas de circuito impreso, especialmente en el caso de las capas exteriores chapadas.

Peso del cobre Espesor nominal Espesor en milésimas de pulgada Uso típico en materia de planificación
0,5 oz/pie² 17,5 µm 0,69 mil Capas de trazado fino y de corriente ligera
1 oz/pie² 35 µm 1,38 mil Cobre para placas de circuito impreso de uso general
2 oz/pie² 70 µm 2,76 mil Distribución de energía con corrientes más elevadas
3 oz/pie² 105 µm 4,13 mil Circuitos de alimentación industrial con cables de cobre de gran sección
4 oz/pie² 140 µm 5,51 mil Diseño especializado para altas corrientes

PRÓXIMAS REVISIONES TÉCNICAS

Continuar con el flujo de trabajo de diseño de placas de circuito impreso y sistemas

Pasemos del dimensionamiento de los conductores a la pérdida en las rutas, las especificaciones del cobre, la capacidad de las vías, la impedancia, la planificación de la alimentación, el análisis térmico y la validación de sistemas Mini-ITX.

DISEÑO DE PLACAS DE CIRCUITO IMPRESO

Cobre, pérdidas e integridad de la señal

Calculadora de caída de tensión en placas de circuito impresoAnalizar la resistencia de la ruta y la pérdida de corriente continua → Convertidor de gramaje de cobre en placas de circuito impresoConvertir oz/ft², µm, mm y mil → Calculadora de corriente en vías de PCBMatrices de vías metalizadas en pantalla para la corriente → Calculadora de impedancia de placas de circuito impresoCalcular la geometría de impedancia controlada →
ENERGÍA Y TERMICA

Comprobaciones de la carga del sistema y de la refrigeración

Calculadora de consumo de corriente continuaCalcular la corriente continua, la potencia y la energía → Calculadora de fuentes de alimentación de 12 V / 24 VCalcular la capacidad de suministro y el margen de maniobra → Calculadora de resistencia térmicaRelación entre la carga térmica, la temperatura y θ → Calculadora del margen térmico de la CPUComprobar el margen de refrigeración del procesador →
SISTEMA MINI-ITX

Mecánica, energía y fiabilidad

Verificador de dimensiones y espacio libre para placas Mini-ITXDistancias de seguridad de los paneles de pantalla y las carcasas → Calculadora de consumo energético para placas base Mini-ITXElaborar un presupuesto energético a nivel de plataforma → Calculadora del MTBF de los ordenadores industrialesCalcular los indicadores de fiabilidad del sistema →

Preguntas frecuentes sobre el ancho de las pistas de los PCB

Cuestiones prácticas antes de inaugurar una vía de alta intensidad

Utiliza la calculadora para realizar un cálculo preliminar de las dimensiones y, a continuación, comprueba el recorrido completo de la corriente y la disposición de las capas de producción.

Las respuestas que figuran a continuación explican el espesor del cobre, las capas internas frente a las externas, el aumento de temperatura, los márgenes y los límites de una estimación según la norma IPC-2221.

Análisis de una ruta de alimentación en una placa de circuito impreso
¿Qué fórmula utiliza esta calculadora del ancho de las pistas de una placa de circuito impreso?

Utiliza la relación empírica, según la norma IPC-2221, entre la corriente, el aumento de temperatura permitido, la sección transversal del cobre y la ubicación de la capa. El área calculada se divide por el espesor final del cobre para obtener el ancho de la pista.

¿Por qué la pista de la capa interna es mucho más ancha?

La ecuación tradicional utiliza un coeficiente menor para los conductores internos, lo que refleja una disipación del calor menos favorable. El comportamiento real de las placas multicapa también depende de los planos adyacentes, del espesor del dieléctrico, de la distribución del cobre y de la estructura de la placa.

¿Debería utilizar el ancho mínimo o el ancho recomendado?

La anchura mínima es el resultado empírico directo. La anchura recomendada incluye el margen de seguridad que hayas seleccionado y suele ser el mejor punto de partida cuando el espacio disponible para el trazado lo permite.

¿Influye la longitud de la pista en la anchura necesaria?

La longitud de la pista no interviene en la ecuación de anchura de la norma IPC-2221. Sin embargo, sí que aumenta la resistencia, la caída de tensión y la pérdida de potencia, lo que puede requerir una ruta más ancha incluso cuando la capacidad de corriente parece adecuada.

¿Puedo dividir la corriente entre dos pistas paralelas o capas de cobre?

Las rutas paralelas pueden compartir corriente, pero es posible que la distribución no sea equitativa debido a la geometría, la resistencia de las vías, la disposición de los componentes y el acoplamiento térmico. Modela y valida la ruta completa de la corriente en lugar de dividir automáticamente el ancho entre el número de rutas.

¿Puede esta calculadora sustituir al análisis según la norma IPC-2152 o a las pruebas térmicas?

No. Se trata de una herramienta de evaluación preliminar basada en la norma IPC-2221. Los diseños definitivos deben tener en cuenta las directrices de la norma IPC-2152, las tolerancias de fabricación, las condiciones de la carcasa, la distribución del cobre y el rendimiento térmico medido.