FERRAMENTA DE CÁLCULO DA CAPACIDADE DE TRANSPORTE DE CORRENTE DE PCB

Calculadora da largura das pistas de uma placa de circuito impresso

Calcule a largura mínima de uma pista de PCB, adicione uma margem de segurança ou verifique a capacidade de corrente de uma pista existente utilizando um modelo empírico do tipo IPC-2221. A ferramenta também estima a resistência, a queda de tensão, a perda de potência, a densidade de corrente e a temperatura do condutor.

Camadas externas e internas mm, mil, °C e °F Dimensionamento da largura e verificação do traçado
Calcular a largura do traço Práticas de validação de revisões
ROTA DO COBRE ECRÃ TÉRMICO
LARGURA W COMPRIMENTO DO PERCURSO L ATUAL I FLUXO DE CALOR
MODELO ESTILO IPC-2221
CAMADA PRÉ-DEFINIDA EXTERNO
RECOMENDADO W 8,99 mm

CALCULADORA INTERATIVA DE DIMENSÕES DE COBRE

Dimensionar um novo traçado ou verificar um percurso existente

Introduza a geometria final do cobre e o aumento de temperatura permitido. Os resultados são atualizados imediatamente e constituem uma estimativa preliminar de avaliação, não uma garantia térmica de produção.

Modo de cálculo
Unidades de geometria
Unidades de temperatura

ELEMENTOS DE PROJETO

Parâmetros elétricos e do cobre

A
µm
°C
mm
°C
%

MODELO DE TRAÇO ATIVO

Trace de cobre externo

k = 0,048
W
T
Salário mínimo W
7,194 mm
W selecionado
8,993 mm
T de cobre
35,0 µm
Comprimento L
150,0 mm
Equação de triagem do tipo IPC-2221 I = k × ΔT0,44 × A0,725

A é a área da secção transversal do cobre em mils quadrados. A largura recomendada aplica a margem de projeto selecionada pelo utilizador após o cálculo da área mínima.

Os valores introduzidos estão dentro dos limites de verificação da calculadora
LARGURA DE PROJETO RECOMENDADA 8,99 mm 354,05 mil · 0,3541 pol.
ECRÃ DE DESIGN Margem de largura 25% aplicada

Utilize a largura recomendada como ponto de partida para o layout e, em seguida, verifique a configuração de produção e o ambiente térmico.

Largura mínima 7,194 mm
Capacidade estimada 11,76 A
Utilização da capacidade 85.0%
Resistência de traço 8 700 mΩ
Queda de tensão 87,00 mV
Perda de potência 870,03 mW
Densidade de corrente 31,77 A/mm²
Temperatura do condutor 35,0 °C
BASE DE CÁLCULO Camada externa · Tipo IPC-2221

BASE DE CÁLCULO

Como é calculada a estimativa da largura das pistas de uma placa de circuito impresso

A calculadora utiliza a conhecida relação empírica entre corrente e capacidade da norma IPC-2221 para o dimensionamento rápido de traços. Em seguida, calcula as perdas elétricas a partir da secção transversal do cobre acabado e da resistividade do cobre ajustada em função da temperatura.

01

Área de cobre necessária

A = [I ÷ (k × ΔT0,44)]1/0,725

O coeficiente é de 0,048 para uma pista externa e de 0,024 para uma pista interna. A área é calculada em mils quadrados.

02

Largura mínima e recomendada

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

A espessura final do cobre converte a área necessária em largura. A margem de projeto é explícita e ajustável, em vez de estar oculta.

03

Resistência e perda em corrente contínua

R = ρ(T) × L ÷ (W × T)

A resistência é ajustada à temperatura ambiente mais o aumento de temperatura selecionado, sendo depois utilizada para estimar a queda de tensão e a perda I²R.

04

Verificação de traços existentes

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

A opção «Verificar Traço Existente» inverte o fluxo de trabalho e compara a corrente aplicada com a capacidade empírica da largura final introduzida.

Interpretação técnica:

A norma IPC-2221 é uma abordagem empírica de triagem já desatualizada. A correlação ao estilo da norma IPC-2152, os planos de cobre, os condutores próximos, o fluxo de ar no invólucro, a construção do substrato, a máscara de solda e a dissipação térmica ao nível da placa podem dar origem a temperaturas diferentes. Utilize este resultado para iniciar a discussão sobre o layout e a fabricação, e não para certificar um projeto já lançado.

QUALIDADE DA ENTRADA

Utilizar valores de cobre acabado e um limite térmico realista

O modelo é simples, mas o resultado depende fortemente do facto de a corrente, a espessura do cobre, a localização da camada e o aumento de temperatura refletirem a construção real da placa de circuito impresso.

Corrente contínua

Introduza a corrente nominal da linha, e não apenas um valor típico de funcionamento. As cargas pulsadas requerem uma avaliação separada dos transientes e do ciclo de trabalho.

Espessura do cobre acabado

Utilize a espessura do condutor após a fabricação. O peso nominal do cobre é um valor pré-definido prático, mas o cobre da camada exterior revestida pode variar.

Aumento de temperatura permitido

Este valor corresponde ao aumento permitido em relação à temperatura ambiente, e não ao valor máximo nominal do componente ou do laminado. Valores-alvo de aumento mais baixos resultam em traços mais largos.

Comprimento total do percurso

O comprimento não altera o resultado da largura do IPC-2221, mas altera diretamente a resistência, a queda de tensão e a perda de potência.

LIMITE DE ENGENHARIA

O que a calculadora inclui e o que ainda necessita de validação

Incluído no orçamento

  • Coeficientes externos e internos do tipo IPC-2221
  • Espessura final do cobre e margem de largura explicitada
  • Conversão de valores geométricos entre o sistema métrico e o imperial
  • Conversão de temperatura entre Celsius e Fahrenheit
  • Resistência, queda de tensão, perda de potência e densidade de corrente

Verificar fora da calculadora

  • Testes térmicos de correlação e de produção segundo a norma IPC-2152
  • Pistas de cobre, percursos paralelos, estreitamentos, vias e pads
  • Fluxo de ar, temperatura do recinto e fontes de calor nas proximidades
  • Acoplamento plano, espessura do substrato e distribuição do cobre
  • Tolerância de fabrico, revestimento, perfil de gravação e máscara de solda

DA CALCULADORA À APRESENTAÇÃO DE PROVAS

Utilize a estimativa na análise da disposição em camadas, na inspeção do percurso da corrente e na validação térmica ao nível do sistema.

Validação de Engenharia Documentos técnicos Plataformas de referência

REFERÊNCIA DE COBRE

Conversão do peso e da espessura nominais do cobre

Estas conversões nominais comuns são úteis para uma introdução preliminar. Confirme a espessura final do cobre com o fabricante da placa de circuito impresso, especialmente no caso das camadas exteriores revestidas.

Peso do cobre Espessura nominal Espessura em mil Utilização típica no âmbito do planeamento
0,5 oz/pé² 17,5 µm 0,69 mil Camadas de roteamento fino e de corrente fraca
1 oz/pé quadrado 35 µm 1,38 mil Cobre para placas de circuito impresso de uso geral
2 oz/pé² 70 µm 2,76 mil Distribuição de energia com corrente mais elevada
3 oz/pé² 105 µm 4,13 mil Circuitos de alimentação industriais com cabos de cobre de alta intensidade
4 oz/pé² 140 µm 5,51 mil Construção especializada para altas correntes

PRÓXIMAS VERIFICAÇÕES TÉCNICAS

Continuar o fluxo de trabalho de conceção de placas de circuito impresso e de sistemas

Passe da dimensão dos condutores para a análise das perdas na ligação, especificações do cobre, capacidade das vias, impedância, planeamento de potência, análise térmica e validação do sistema Mini-ITX.

PROJETO DE PCB

Cobre, perdas e integridade do sinal

Calculadora de queda de tensão em placas de circuito impressoAnalisar a resistência do percurso e a perda em corrente contínua → Conversor de peso do cobre em placas de circuito impressoConverter oz/ft², µm, mm e mil → Calculadora de corrente em vias de PCBMatrizes de vias metalizadas em tela para corrente → Calculadora de impedância de PCBCalcular a geometria de impedância controlada →
ENERGIA E TÉRMICA

Verificações da carga do sistema e do arrefecimento

Calculadora de consumo de energia CCCalcular a corrente contínua, a potência e a energia → Calculadora de alimentação de 12 V / 24 VDeterminar a capacidade de abastecimento e a margem de manobra → Calculadora de Resistência TérmicaRelacionar a carga térmica, a temperatura e θ → Calculadora da margem térmica da CPUVerificar a margem de arrefecimento do processador →
SISTEMA MINI-ITX

Mecânica, Potência e Fiabilidade

Verificador de dimensões e espaço livre para placas Mini-ITXDistâncias entre a placa de ecrã e a caixa → Calculadora do consumo de energia para placas-mãe Mini-ITXCriar um orçamento de energia ao nível da plataforma → Calculadora do MTBF de PCs industriaisEstimar métricas de fiabilidade do sistema →

Perguntas frequentes sobre a largura dos traços em placas de circuito impresso

Questões práticas antes da abertura de uma via de alta corrente

Utilize a calculadora para uma estimativa inicial das dimensões e, em seguida, verifique o percurso completo da corrente e a disposição das camadas de produção.

As respostas abaixo explicam a espessura do cobre, as camadas internas em comparação com as externas, o aumento de temperatura, as margens e os limites de uma estimativa ao abrigo da norma IPC-2221.

Analisar um percurso de alimentação numa placa de circuito impresso
Que fórmula utiliza esta calculadora da largura dos traços de uma placa de circuito impresso?

Utiliza a relação empírica do tipo IPC-2221 entre a corrente, o aumento de temperatura permitido, a área da secção transversal do cobre e a localização da camada. A área calculada é dividida pela espessura final do cobre para se obter a largura do traço.

Por que é que o traço da camada interna é muito mais largo?

A equação tradicional utiliza um coeficiente mais baixo para os condutores internos, o que representa uma dissipação de calor menos favorável. O comportamento real das camadas múltiplas depende também dos planos adjacentes, da espessura do dielétrico, da distribuição do cobre e da construção da placa.

Devo usar a largura mínima ou a largura recomendada?

A largura mínima é o resultado empírico direto. A largura recomendada inclui a margem de segurança que selecionou e é, normalmente, o melhor ponto de partida quando o espaço disponível para o traçado o permite.

O comprimento da pista altera a largura necessária?

O comprimento do traço não é tido em conta na equação de largura da norma IPC-2221. No entanto, aumenta a resistência, a queda de tensão e a perda de potência, o que pode exigir um traçado mais largo, mesmo quando a capacidade de corrente parece ser adequada.

Posso dividir a corrente entre duas faixas paralelas ou camadas de cobre?

Os percursos paralelos podem partilhar corrente, mas a divisão pode não ser igual devido à geometria, à resistência das vias, à disposição dos componentes e ao acoplamento térmico. Modele e valide o percurso completo da corrente, em vez de dividir automaticamente a largura pelo número de percursos.

Esta calculadora pode substituir a análise segundo a norma IPC-2152 ou os ensaios térmicos?

Não. Trata-se de uma ferramenta de triagem preliminar ao estilo da norma IPC-2221. Os projetos finais devem ter em conta as orientações da norma IPC-2152, as tolerâncias de fabrico, as condições do invólucro, a distribuição do cobre e o desempenho térmico medido.