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OUTIL D'INTÉGRITÉ ALIMENTAIRE DES CIRCUITS IMPRIMÉS
Calculateur de courant des vias de circuits imprimés
Estimer la capacité de courant des vias métallisés, l'élévation de température, la résistance, la chute de tension, la perte de puissance et le nombre de vias en parallèle nécessaires pour une transition d'alimentation en courant continu.
Géométrie du trou fini
Parallélisme via des tableaux
mm, µm, mil, °C et °F
TRANSITION DE PUISSANCE VIA LE MODÈLE DE MATRICE
APPLIQUÉ4,00 A
TABLEAU4 VIAS
CAPACITÉ ESTIMÉE5.16 A
MODÈLE ACTIF Filtre de type IPC-2221 + résistance à barillet en cuivre
TRI PAR CUVETTE À PLAQUES
Estimation en fonction de la capacité, de l'élévation de température et des pertes en courant continu
Utilisez les dimensions finales des circuits imprimés et le courant total traversant la matrice de vias. Le calculateur part du principe que les vias sont identiques, que le routage est équilibré et que la répartition du courant est approximativement égale.
VIA GÉOMÉTRIE
Dimensions du canon fini
mm
Utilisez le trou ainsi obtenu après le cuivrage.
µm
Utilisez l'épaisseur minimale de cuivre du canon fini.
mm
Pour les vias traversantes, utilisez l'épaisseur du circuit imprimé fini.
vias
Des vias identiques partageant la même transition CC.
CHARGE ET LIMITE THERMIQUE
Conditions d'utilisation
A
Courant continu total soutenu.
°C
Limite de conception supérieure à la température ambiante locale.
°C
Température de l'air ou de la zone de la planche.
MODÈLE DE CALCUL TRANSPARENT
Comment est estimée la capacité de courant des vias d'un circuit imprimé ?
Le calculateur distingue la sélection empirique de la capacité de courant des calculs de résistance et de pertes en courant continu basés sur la géométrie ; ainsi, le résultat ne masque pas les hypothèses derrière une valeur nominale non expliquée.
Surface du fût en cuivre
A = π × ((D/2 + T)² − (D/2)²)Utilise la section transversale annulaire exacte du cuivre, calculée à partir du diamètre final du trou et de l'épaisseur finale du revêtement.
Vérification de la capacité de courant
I = 0,024 × ΔT⁰,⁴⁴ × A⁰,⁷²⁵Applique l'ancienne corrélation des conducteurs internes de la norme IPC-2221 à un via en forme de tonneau, puis la transpose à des vias parallèles identiques.
Augmentation estimée de la température
ΔT = (Ivia / (0,024 × A⁰,⁷²⁵))^(1/0,44)Inverse cette même corrélation en utilisant le courant appliqué par voie, tout en préservant la cohérence entre les valeurs de capacité et d'élévation de température.
Résistance et pertes en courant continu
R = ρ(T) × L / ACalcule la résistance d'un cylindre en cuivre, la résistance d'un réseau en parallèle, la chute de tension et la perte de puissance I²R à la température de fonctionnement estimée.
Utiliser le résultat de l'analyse de capacité comme critère de sélection préliminaire pour la conception
La norme IPC-2152 montre que l'élévation de température des conducteurs dépend de la conception du circuit imprimé, des plans de cuivre, du mode de montage, de l'environnement et des limites thermiques. Les réseaux de vias subissent également des effets de partage de courant et d'interaction thermique qu'un calculateur en ligne ne peut pas modéliser entièrement.
LA QUALITÉ DES DONNÉES EST ESSENTIELLE
Utilisez les dimensions finales des vias, et non les hypothèses de perçage nominales
Les informations les plus utiles proviennent des données de fabrication décrivant le barillet plaqué fini. Le diamètre nominal du perçage, le grammage de la feuille de cuivre et le revêtement final ne sont pas des valeurs interchangeables.
| Saisie | Source privilégiée | Pourquoi c'est important |
|---|---|---|
| Diamètre du trou fini | Spécifications relatives aux trous finis fournies par le fabricant | Définit le diamètre intérieur du cylindre en cuivre plaqué. |
| Épaisseur finale du revêtement | Besoin minimal en cuivre PTH | Permet de contrôler directement la section transversale et la résistance du canon. |
| Longueur du canon | Épaisseur finale du panneau ou de la couche | Les canons plus longs augmentent la résistance et la chute de tension continue. |
| Nombre de voies parallèles | Transition de la puissance réellement acheminée | La capacité n'évolue que lorsque les vias partagent efficacement le courant. |
| Courant appliqué | Analyse des rails ou scénario le plus défavorable mesuré | Utilisez le courant continu maximal en régime continu, et non le courant moyen au ralenti. |
PRIORITÉ DES ÉLÉMENTS DE PREUVE
À quelle valeur faut-il se fier ?
- Exigences minimales pour les fabricants : trou fini et quantité minimale de cuivre déposé.
- Charge mesurée : courant de rail continu maximal dans le pire des cas.
- Devis de conception : courant indiqué dans la fiche technique ou dans le budget de puissance.
SOLUTION DE CONCEPTION PRATIQUE
Que modifier lorsqu'un réseau de vias dispose d'une marge de hauteur limitée ?
Utilisez ce résultat pour déterminer le prochain ajustement géométrique ou de disposition. Chaque action modifie un aspect différent du chemin électrique et thermique.
Ajouter des vias parallèles
Réduit le courant par barillet et la résistance totale du réseau lorsque le routage alimente chaque via de manière symétrique.
Augmenter la teneur en cuivre du canon
Une épaisseur de placage finale plus importante permet d'augmenter la surface conductrice sans qu'il soit nécessaire d'agrandir le trou fini.
Raccourcir le canon
Les transitions « aveugles » ou « enterrées » peuvent réduire la résistance, mais elles entraînent des coûts de fabrication supplémentaires et posent des problèmes de fiabilité.
Améliorer la répartition du courant
Utilisez des longueurs de pistes comparables et prévoyez un accès au cuivre autour de chaque via, plutôt que de commencer par alimenter un seul via.
FONCTIONNALITÉS DE CET OUTIL
Écranage électrique en courant continu
- Surface en cuivre plaqué du canon
- Estimation du courant selon la norme IPC-2221
- Estimation de l'augmentation de température
- Résistance, chute de tension et pertes I²R
- Réseau parallèle à répartition égale idéal
VÉRIFIER EN DEHORS DE L'OUTIL
Limites de production et de fiabilité
- Répartition réelle du revêtement et vides
- Diffusion thermique plane et cuivre local
- Interaction thermique dans un réseau dense
- Courant pulsé, transitoire et à haute fréquence
- Capacités de perçage et de rapport d'aspect du Fabricator
ANALYSE DES CIRCUITS IMPRIMÉS À HAUT COURANT
Faut-il valider l'ensemble de la transition énergétique ?
Examinez la matrice de vias en tenant compte de la largeur des pistes, des plans de cuivre, des contraintes liées aux connecteurs, de l'élévation de température, des capacités de fabrication et du cycle de service réel.FAQ sur les vias des circuits imprimés
Questions pratiques concernant la capacité des diodes et les pertes en courant continu
LISTE DE VÉRIFICATION DE LA CONCEPTION
Utilisez ce résultat avec la configuration réelle de fabrication
Avant la mise en production, vérifier l'épaisseur minimale du revêtement fini, le courant maximal soutenu, l'accès au cuivre autour du réseau et la géométrie de répartition du courant.Consulter les plateformes de référence →Quel courant un via de 0,3 mm sur un circuit imprimé peut-il supporter ?
La capacité dépend du revêtement final, de l'élévation de température, de la longueur du tonneau et de la quantité de cuivre environnante. Pour un trou d'un diamètre final de 0,3 mm avec un revêtement de 25 µm, il faut connaître ces valeurs avant de pouvoir estimer le courant.
Comment calculer le courant traversant plusieurs vias d'un circuit imprimé ?
Ne répartissez le courant total qu'entre des vias parallèles identiques lorsque le tracé les alimente de manière uniforme. Un accès inégal aux pistes peut entraîner une surcharge de la première via ou de celle présentant la résistance la plus faible.
L'épaisseur du revêtement des vias d'un circuit imprimé a-t-elle une incidence sur la capacité de courant ?
Oui. Un cuivre de finition plus épais augmente la section transversale du canon, diminue la résistance, réduit la chute de tension et augmente l'estimation de la capacité de courant au premier passage.
Comment calcule-t-on la chute de tension au niveau d'un via sur un circuit imprimé ?
Le calculateur détermine la résistance du cylindre en cuivre à partir de la résistivité, de la longueur du cylindre et de la section annulaire du cuivre, puis applique la formule V = I × R au réseau de vias en parallèle.
La norme IPC-2221 permet-elle de prédire avec précision l'élévation de température au niveau des vias d'un circuit imprimé ?
Il s'agit d'une première estimation utile, et non d'un modèle thermique complet. Les plans, la structure des cartes, l'espacement, la circulation de l'air et les sources de chaleur voisines peuvent modifier l'augmentation mesurée.
Dois-je indiquer le diamètre du foret ou celui du trou de passage fini ?
Indiquez le diamètre final du trou après le placage. Le calcul de la surface du fût tient compte séparément de l'épaisseur finale du cuivre et ne doit pas se baser sur le diamètre du foret avant placage.