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OUTIL D'ÉVALUATION DE LA CAPACITÉ DE CONDUITE DE COURANT DES CIRCUITS IMPRIMÉS
Calculateur de largeur de piste pour circuits imprimés
Calculez la largeur minimale d'une piste de circuit imprimé, ajoutez une marge technique ou vérifiez la capacité de courant d'une piste existante à l'aide d'un modèle empirique conforme à la norme IPC-2221. L'outil estime également la résistance, la chute de tension, la perte de puissance, la densité de courant et la température du conducteur.
Couches externes et internes
mm, mil, °C et °F
Dimensionnement de la largeur et vérification du tracé
LA ROUTE DU CUIVRE
ÉCRAN THERMIQUE
MODÈLE
MODÈLE IPC-2221
CALQUE PAR DÉFAUT
EXTERNE
RECOMMANDÉ W
8,99 mm
CHOIX INTERACTIF DE LA TAILLE DES PIÈCES EN CUIVRE
Dimensionner un nouveau tracé ou vérifier un tracé existant
Saisissez la géométrie finale en cuivre et l'élévation de température autorisée. Les résultats s'affichent immédiatement et constituent une estimation préliminaire à des fins de sélection, et non une garantie thermique de production.
ÉLÉMENTS DE CONCEPTION
Paramètres électriques et relatifs au cuivre
A
µm
°C
mm
°C
%
mm
MODÈLE DE TRAÇAGE ACTIF
Piste de cuivre externe
W
T
- Salaire minimum W
- 7,194 mm
- Sélection W
- 8,993 mm
- T en cuivre
- 35,0 µm
- Longueur L
- 150,0 mm
Équation de filtrage de type IPC-2221
I = k × ΔT0,44 × A0,725
A correspond à la section transversale du cuivre, exprimée en mils carrés. La largeur recommandée tient compte de la marge de conception choisie par l'utilisateur après détermination de la section minimale.
Les valeurs saisies se situent dans les limites de filtrage de la calculatrice
LARGEUR TECHNIQUE RECOMMANDÉE
8,99 mm
354,05 mil · 0,3541 pouce
ÉCRAN DE CONCEPTION
Marge de largeur 25% appliquée
Utilisez la largeur recommandée comme point de départ pour la conception, puis vérifiez l'empilement de production et l'environnement thermique.
Largeur minimale
7,194 mm
Capacité estimée
11,76 A
Taux d'utilisation des capacités
85.0%
Résistance de traçage
8 700 mΩ
Chute de tension
87,00 mV
Perte de puissance
870,03 mW
Densité de courant
31,77 A/mm²
Température du conducteur
35,0 °C
BASE DE CALCUL
Comment est calculée l'estimation de la largeur des pistes d'un circuit imprimé ?
Le calculateur utilise la relation empirique courant-capacité IPC-2221, bien connue, pour un dimensionnement rapide des pistes. Il calcule ensuite les pertes électriques à partir de la section transversale du cuivre fini et de la résistivité du cuivre corrigée en fonction de la température.
Surface de cuivre requise
A = [I ÷ (k × ΔT0,44)]1/0,725
Le coefficient est de 0,048 pour une piste externe et de 0,024 pour une piste interne. La surface est calculée en mils carrés.
Largeur minimale et recommandée
Wmin = A ÷ T · Wrec = Wmin(1 + marge)
L'épaisseur finale du cuivre permet de convertir la surface requise en largeur. La marge de conception est explicite et ajustable, et non cachée.
Résistance et pertes en courant continu
R = ρ(T) × L ÷ (W × T)
La résistance est ajustée en fonction de la température ambiante majorée de l'élévation de température sélectionnée, puis utilisée pour estimer la chute de tension et les pertes I²R.
Vérification des traces existantes
Icapacité = k × ΔT0,44 × (W × T)0,725
La fonction « Vérifier la trace existante » inverse le processus et compare le courant appliqué à la capacité empirique correspondant à la largeur finale saisie.
Interprétation technique :
La norme IPC-2221 est une méthode de criblage empirique obsolète. La corrélation de type IPC-2152, les plans de cuivre, les conducteurs voisins, la circulation d'air dans le boîtier, la structure du substrat, le masque de soudure et la dissipation thermique au niveau de la carte peuvent entraîner des températures variables. Utilisez ce résultat pour lancer la discussion sur la conception et la fabrication, et non pour certifier une conception finalisée.
QUALITÉ DE L'ENTRÉE
Utiliser les valeurs de cuivre fini et une limite thermique réaliste
Le modèle est simple, mais le résultat dépend fortement de la mesure dans laquelle le courant, l'épaisseur du cuivre, l'emplacement de la couche et l'élévation de température reflètent la structure réelle du circuit imprimé.
Courant continu
Indiquez le courant continu de la ligne, et non pas simplement une valeur de fonctionnement typique. Les charges pulsées nécessitent une évaluation distincte des transitoires et du rapport cyclique.
Épaisseur du cuivre fini
Tenez compte de l'épaisseur du conducteur une fois la fabrication terminée. Le poids nominal du cuivre constitue une valeur de référence pratique, mais l'épaisseur de la couche externe de cuivre plaqué peut varier.
Élévation de température admissible
Il s'agit de l'élévation autorisée par rapport à la température ambiante, et non de la valeur maximale nominale d'un composant ou d'un stratifié. Des cibles d'élévation plus faibles donnent lieu à des pistes plus larges.
Longueur totale du parcours
La longueur n'a aucune incidence sur la largeur calculée selon la norme IPC-2221, mais elle influe directement sur la résistance, la chute de tension et les pertes de puissance.
PERIMETRE TECHNIQUE
Ce que le calculateur prend en compte et ce qui doit encore être validé
Inclus dans le devis
- Coefficients externes et internes de type IPC-2221
- Épaisseur du cuivre fini et marge de largeur indiquée
- Conversion entre les systèmes métrique et impérial en géométrie
- Conversion des températures entre degrés Celsius et degrés Fahrenheit
- Résistance, chute de tension, perte de puissance et densité de courant
Vérifier en dehors de la calculatrice
- Essais thermiques de corrélation et de production selon la norme IPC-2152
- Pistes de cuivre, pistes parallèles, rétrécissements, vias et pastilles
- Circulation de l'air, température de l'enceinte et sources de chaleur à proximité
- Couplage des plans, épaisseur du substrat et répartition du cuivre
- Tolérance de fabrication, placage, profil de gravure et masque de soudure
DE LA CALCULATRICE À LA PRÉSENTATION DES ÉLÉMENTS DE PREUVE
Utilisez cette estimation dans le cadre de la vérification de l'empilement, de l'inspection des chemins de courant et de la validation thermique au niveau du système.
RÉFÉRENCE SUR LE CUIVRE
Conversion du poids et de l'épaisseur nominaux du cuivre
Ces conversions nominales courantes sont utiles pour la saisie préliminaire. Vérifiez l'épaisseur finale du cuivre auprès du fabricant de circuits imprimés, en particulier pour les couches externes plaquées.
| Poids du cuivre | Épaisseur nominale | Épaisseur en mil | Utilisation typique en matière d'urbanisme |
|---|---|---|---|
| 0,5 oz/pied carré | 17,5 µm | 0,69 mil | Circuits de routage fins et couches à faible intensité de courant |
| 1 oz/pied carré | 35 µm | 1,38 mil | Cuivre pour circuits imprimés à usage général |
| 2 oz/pied carré | 70 µm | 2,76 millions | Distribution d'énergie à courant élevé |
| 3 oz/pied carré | 105 µm | 4,13 mil | Circuits d'alimentation industriels à forte teneur en cuivre |
| 4 oz/pied carré | 140 µm | 5,51 millions | Conception spécialisée pour les courants élevés |
PROCHAINES VÉRIFICATIONS TECHNIQUES
Poursuivre le processus de conception des circuits imprimés et des systèmes
Passez du dimensionnement des conducteurs à l'analyse des pertes sur les pistes, aux spécifications du cuivre, à la capacité des vias, à l'impédance, à la planification de l'alimentation, à l'analyse thermique et à la validation des systèmes Mini-ITX.
CONCEPTION DE CIRCUITS IMPRIMÉS
Cuivre, pertes et intégrité du signal
Calculateur de chute de tension sur circuit impriméAnalyser la résistance du circuit et les pertes en courant continu →
Convertisseur de poids du cuivre des circuits imprimésConvertir oz/ft², µm, mm et mil →
Calculateur de courant des vias de circuits imprimésMatrices de vias plaquées sur écran pour le courant →
Calculateur d'impédance des circuits imprimésEstimer la géométrie à impédance contrôlée →
ÉNERGIE ET THERMIQUE
Contrôles de la charge du système et du refroidissement
Calculateur de consommation électrique en courant continuCalculer le courant continu, la puissance et l'énergie →
Calculateur d'alimentation 12 V / 24 VDéterminer la capacité d'alimentation et la hauteur libre →
Calculateur de résistance thermiqueRelier la charge thermique, la température et θ →
Calculateur de marge thermique du processeurVérifier la marge de refroidissement du processeur →
SYSTÈME MINI-ITX
Mécanique, puissance et fiabilité
Vérificateur de dimensions et d'espaces libres pour cartes mères Mini-ITXDégagements des panneaux de protection et des boîtiers →
Calculateur de puissance pour cartes mères Mini-ITXÉtablir un budget énergétique au niveau de la plateforme →
Calculateur du MTBF des PC industrielsEstimer les indicateurs de fiabilité du système →
FAQ sur la largeur des pistes des circuits imprimés
Questions pratiques avant l'ouverture d'une voie à fort courant
Utilisez le calculateur pour déterminer les dimensions préliminaires, puis vérifiez l'ensemble du circuit électrique et la structure de fabrication.
Les réponses ci-dessous expliquent l'épaisseur du cuivre, la différence entre les couches internes et externes, l'élévation de température, les marges, ainsi que les limites d'une estimation de type IPC-2221.
Analyse d'un circuit d'alimentation sur un circuit impriméQuelle formule ce calculateur de largeur de piste de circuit imprimé utilise-t-il ?
Elle utilise la relation empirique de type IPC-2221 entre le courant, l'élévation de température admissible, la section transversale du cuivre et l'emplacement de la couche. La surface calculée est divisée par l'épaisseur finale du cuivre pour obtenir la largeur de la piste.
Pourquoi la piste de la couche interne est-elle beaucoup plus large ?
L'équation traditionnelle utilise un coefficient plus faible pour les conducteurs internes, ce qui traduit une dissipation thermique moins favorable. Le comportement réel d'un circuit multicouche dépend également des plans voisins, de l'épaisseur du diélectrique, de la répartition du cuivre et de la conception de la carte.
Dois-je utiliser la largeur minimale ou la largeur recommandée ?
La largeur minimale est le résultat empirique direct. La largeur recommandée tient compte de la marge de sécurité que vous avez choisie et constitue généralement le meilleur point de départ lorsque l'espace disponible pour le tracé le permet.
La longueur de la piste a-t-elle une incidence sur la largeur requise ?
La longueur du tracé n'entre pas en ligne de compte dans l'équation de largeur de la norme IPC-2221. Elle augmente toutefois la résistance, la chute de tension et les pertes de puissance, ce qui peut nécessiter un tracé plus large même lorsque la capacité de courant semble suffisante.
Puis-je répartir le courant entre deux pistes parallèles ou deux couches de cuivre ?
Les chemins parallèles peuvent partager le courant, mais la répartition peut ne pas être égale en raison de la géométrie, de la résistance des vias, du placement des composants et du couplage thermique. Il convient de modéliser et de valider le chemin de courant complet plutôt que de diviser automatiquement la largeur par le nombre de chemins.
Ce calculateur peut-il remplacer l'analyse selon la norme IPC-2152 ou les essais thermiques ?
Non. Il s'agit d'un outil de présélection préliminaire de type IPC-2221. Les conceptions définitives doivent tenir compte des recommandations de la norme IPC-2152, des tolérances de fabrication, des conditions à l'intérieur du boîtier, de la répartition du cuivre et des performances thermiques mesurées.