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HERRAMIENTA DE SUMINISTRO DE CORRIENTE CONTINUA PARA PLACAS DE CIRCUITO IMPRESO
Calculadora de caída de tensión en placas de circuito impreso
Calcula la resistencia de las pistas de la placa de circuito impreso, la caída de tensión, la tensión suministrada a la carga, la pérdida de potencia y el margen de diseño utilizando la geometría final del cobre, la temperatura del conductor, las rutas paralelas y la resistencia en serie opcional.
Trayecto de ida o de ida y vuelta
mm, pulgadas, milésimas de pulgada, grados Celsius y Fahrenheit
Conexiones en paralelo y resistencia en serie añadida
CIRCUITO DE ALIMENTACIÓN DE CORRIENTE CONTINUA
COMPROBACIÓN DEL PUNTO DE CARGA
SUMINISTRO
12,00 V
CORRIENTE DE CARGA
5,00 A
CAÍDA ESTIMADA
137,7 mV
COMPROBACIÓN INTERACTIVA DE LA RUTA EN DC
Calcular la caída de tensión en las pistas de una placa de circuito impreso y la pérdida de potencia
Utiliza las dimensiones finales y la temperatura del conductor. Los resultados se actualizan al instante y comparan la pérdida calculada con el límite de caída de tensión que hayas seleccionado.
ENTRADAS DE LA RUTA DE ALIMENTACIÓN
Geometría eléctrica y del cobre
V
A
mm
mm
eh...
C
cantidad
mOhm
%
Definición de ruta
MODELO DE RUTA ACTIVA
Traza de cobre unidireccional
N.º de bastidor
I
dV
CARGAR
- Longitud total del cobre
- 100,0 mm
- Sección transversal por trayectoria
- 0,0700 mm²
- Corriente por ruta
- 5,00 A
- Resistividad en función de la temperatura
- 19,273 nOhm·m
Se ha omitido deliberadamente la ubicación de la capa.
Para una misma longitud, anchura, espesor y temperatura finales, la resistencia de cobre de corriente continua no requiere un multiplicador de capas externo ni interno. La disposición de las capas influye en el comportamiento térmico y la capacidad de corriente, aspectos que deben comprobarse por separado.
Los valores introducidos se encuentran dentro del rango de cálculo de la calculadora
CAÍDA DE TENSIÓN TOTAL ESTIMADA
137,7 mV
1,1471 TP3T de la alimentación de 12,00 V
ESTADO DEL DISEÑO
Buen margen de tensión
La pérdida calculada se sitúa holgadamente por debajo del límite establecido.
Resistencia total del recorrido
27,532 mOhm
Resistencia exclusivamente de cobre
27,532 mOhm
Tensión de carga suministrada
11,862 V
Pérdida total de potencia
688,31 mW
Eficiencia en la entrega
98.85%
Densidad de corriente por trayectoria
71,43 A/mm²
Caída de tensión admisible
360,0 mV
Margen restante
222,3 mV
BASE DE CÁLCULO
Modelo de resistencia del cobre corregido en función de la temperatura
La calculadora separa la resistencia del cobre de la resistencia en serie añadida opcional y, a continuación, aplica la ley de Ohm al recorrido completo de la corriente.
Sección transversal de cobre
A = W × T
El ancho final de la pista y el espesor final del cobre determinan el área conductora de cada trayectoria idéntica.
Resistencia a 20 °C
R20 = rho20 × L / A
El modelo utiliza una resistividad del cobre de 1,724e-8 ohm-metro a 20 °C.
Corrección de temperatura
R(T) = R20 × [1 + 0,00393(T - 20)]
La resistencia del cobre se ajusta utilizando el coeficiente lineal a una temperatura cercana a la temperatura ambiente.
Pérdida de tensión y de potencia
dV = I × R, P = I² × R
La resistencia total incluye la trayectoria efectiva en paralelo del cobre, más cualquier resistencia introducida por los conectores, las vías o los contactos.
La longitud del recorrido es importante.
Selecciona «Conductor unidireccional» cuando evalúes únicamente la pista de alimentación trazada. Selecciona «Alimentación y retorno» cuando ambos conductores tengan la misma geometría y longitud introducidas. Si la geometría del retorno es diferente, calcula cada segmento por separado o añade la resistencia de retorno medida como resistencia en serie.
CALIDAD DE LA SEÑAL DE ENTRADA
Utiliza la geometría final y la trayectoria real de la corriente
Es más importante definir la ruta con precisión que añadir decimales innecesarios al resultado.
Medir la longitud eléctrica
Introduce la longitud real del conductor tendido, incluyendo las secciones de estrechamiento significativas. No utilices como sustituto la distancia en línea recta sobre la placa.
Utilizar la geometría de cobre acabada
El ancho y el grosor finales pueden diferir de los indicados en el diseño y la lámina base debido a las compensaciones derivadas del grabado, el recubrimiento y la fabricación.
Temperatura del conductor de uso
Introduce la temperatura prevista del cobre, no solo la temperatura ambiente de la habitación. La resistencia del cobre aumenta a medida que el conductor se calienta.
Añadir resistencia no traza
Utiliza la entrada opcional de resistencia en serie para conectores, contactos, vías, derivaciones o la resistencia de retorno medida que no quede representada por la geometría de la pista.
INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
Utiliza el límite de caída de tensión como criterio de diseño
Este estado compara la pérdida calculada con el límite que introduzcas. No sustituye al análisis de tolerancia, transitorios o térmico de las autoridades reguladoras.
Por debajo de 70% del límite
Queda un margen preliminar útil para la tolerancia geométrica, la variación de temperatura y las conexiones no modeladas.
Del 70% al 100% del límite
La ruta cumple con el límite introducido, pero el margen es reducido. Confirma la geometría final y la corriente en el peor de los casos.
Por encima del límite establecido
Reducir la longitud o la intensidad, aumentar la sección transversal del cobre, añadir circuitos paralelos o reducir la resistencia en serie.
LÍMITE TÉCNICO
Qué incluye la calculadora y qué elementos de hardware debe verificar
Incluido en el presupuesto
- Ancho, espesor y longitud eléctrica del cobre acabado
- Resistividad del cobre corregida en función de la temperatura
- Trayectoria unidireccional o con tramas de ida y vuelta sincronizadas
- Distribución equitativa de la corriente entre vías paralelas idénticas
- Resistencia en serie adicional opcional y límite de caída definido por el usuario
Verificar fuera de la calculadora
- Calefacción de trazas, distribución del cobre, flujo de aire y condiciones del recinto
- Estrecheces, planos, distribución no uniforme de la corriente y matrices de vías
- Tolerancia del regulador, transitorios de carga, ondulación y rebote de tierra
- Tolerancia de la resistencia de los conectores, cables, fusibles, derivaciones y contactos
- Medición en el peor de los casos en el punto de carga real
LA CAÍDA DE CORRIENTE CONTINUA ES SOLO UNA PARTE DE LA INTEGRIDAD DE LA ALIMENTACIÓN
Utiliza el resultado para seleccionar una ruta y, a continuación, valida toda la cadena de suministro en condiciones reales de carga y temperatura.
HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA RELACIONADAS
Continuar con la comprobación del diseño del circuito impreso y del sistema
Utiliza cada calculadora para su propia decisión de ingeniería, en lugar de repetir el mismo modelo de entrada en varias herramientas.
Diseño eléctrico de placas de circuito impreso
Calculadora del ancho de las pistas de un circuito impreso → Convertidor de gramaje de cobre en placas de circuito impreso → Calculadora de corriente en vías de PCB → Calculadora de impedancia de placas de circuito impreso →Planificación energética y térmica
Calculadora de consumo de corriente continua → Calculadora de fuentes de alimentación de 12 V / 24 V → Calculadora de resistencia térmica → Calculadora del margen térmico de la CPU →Evaluación de sistemas Mini-ITX
Verificador de dimensiones y espacio libre para placas Mini-ITX → Calculadora de consumo energético para placas base Mini-ITX → Calculadora del MTBF de los ordenadores industriales →PREGUNTAS FRECUENTES SOBRE LA CAÍDA DE TENSIÓN EN LAS PLACAS DE CIRCUITO IMPRESO
Preguntas prácticas sobre las pérdidas en las rutas de alimentación de las placas de circuito impreso
Calcula primero la pérdida por cobre y, a continuación, comprueba toda la línea en el punto de carga real.
Las respuestas que figuran a continuación se centran en la longitud del recorrido, el cobre acabado, la temperatura, los recorridos de retorno, los conductores paralelos y los límites de caída de tensión.
Análisis de una ruta de alimentación en una placa de circuito impreso¿Se debe utilizar la longitud unidireccional o la longitud de ida y vuelta para la caída de tensión en la placa de circuito impreso?
Utiliza la longitud de ida cuando compruebes únicamente el conductor de alimentación. Utiliza la longitud de ida y vuelta cuando la alimentación y el retorno tengan la misma geometría y longitud. En caso contrario, modela cada segmento por separado.
¿Tiene una capa interna de una placa de circuito impreso una mayor resistencia en corriente continua?
No, cuando la longitud, la anchura, el espesor y la temperatura del cobre acabado son idénticos. La disposición interna modifica el comportamiento térmico, pero eso no justifica un multiplicador arbitrario de la resistencia en corriente continua.
¿Qué grosor de cobre debo introducir?
Ten en cuenta el espesor final del cobre. El recubrimiento de la capa exterior y las tolerancias de fabricación pueden hacer que el valor final difiera del peso inicial de la lámina.
¿Por qué la temperatura del conductor hace que varíe la caída de tensión?
La resistencia del cobre aumenta con la temperatura. La calculadora aplica una corrección lineal de la temperatura utilizando un coeficiente de 0,00393 por grado Celsius en torno a la temperatura ambiente.
¿Cómo debo incluir las vías y los conectores?
Introduce la resistencia combinada, ya sea medida o estimada, en el campo «Resistencia adicional en serie». En el caso de matrices de vías complejas, utiliza primero la calculadora de corriente en vías de PCB específica para ello.
¿Puede esta calculadora sustituir a la validación de la integridad de la alimentación?
No. Calcula la pérdida de corriente continua en régimen estacionario. La validación final debe incluir la tolerancia del regulador, el comportamiento transitorio, la revisión de la vía de retorno, las pruebas térmicas y la medición de la tensión en el punto de carga.