FERRAMENTA DE FORNECIMENTO DE CORRENTE CONTÍNUA PARA PLACAS DE CIRCUITO IMPRESSO

Calculadora de queda de tensão em placas de circuito impresso

Calcule a resistência das pistas da placa de circuito impresso (PCB), a queda de tensão, a tensão fornecida à carga, a perda de potência e a margem de projeto, utilizando a geometria final do cobre, a temperatura do condutor, os percursos paralelos e a resistência em série opcional.

Percurso de ida ou de ida e volta mm, polegadas, milésimos de polegada, graus Celsius e Fahrenheit Caminhos paralelos e resistência em série adicionada
Calcular a queda de tensão Práticas de validação de revisões
PERCURSO DA ALIMENTAÇÃO DE CORRENTE CONTÍNUA VERIFICAÇÃO DO PONTO DE CARGA
COMPRIMENTO UNIDIRECIONAL L ATUAL I FONTE CARREGAR RESISTÊNCIA DE COBRE CAMINHO DE RETORNO OPCIONAL
FORNECIMENTO 12,00 V
CORRENTE DE CARGA 5,00 A
QUEDA ESTIMADA 137,7 mV

VERIFICAÇÃO INTERATIVA DE PERCURSOS EM DC

Calcular a queda de tensão nas pistas de uma placa de circuito impresso e a perda de potência

Utilize as dimensões finais e a temperatura do condutor. Os resultados são atualizados imediatamente e permitem comparar a perda calculada com o limite de queda de tensão selecionado.

Unidades de geometria
Unidades de temperatura
Formato do limite de descarregamento

ENTRADAS DO CIRCUITO DE ALIMENTAÇÃO

Geometria elétrica e do cobre

V
A
mm
mm
C
qtd
mOhm
%
Definição do percurso

MODELO DE PERCURSO ATIVO

Trace de cobre unidirecional

RESISTÊNCIA CC
VIN
I dV
CARREGAR
Comprimento total do cobre
100,0 mm
Secção transversal por percurso
0,0700 mm²
Corrente por caminho
5,00 A
Resistividade em função da temperatura
19,273 nOhm·m
A localização da camada foi intencionalmente omitida.

Para o mesmo comprimento, largura, espessura e temperatura finais, a resistência de cobre em corrente contínua não requer um multiplicador de camadas externo ou interno. A disposição das camadas é importante para o comportamento térmico e a capacidade de corrente, as quais devem ser verificadas separadamente.

Os valores introduzidos estão dentro do intervalo de cálculo da calculadora
QUEDA DE TENSÃO TOTAL ESTIMADA 137,7 mV 1,1471 TP3T da alimentação de 12,00 V
ESTADO DO PROJETO Boa margem de tensão

A perda calculada situa-se confortavelmente abaixo do limite selecionado.

Resistência total do percurso 27,532 mOhm
Resistência exclusivamente de cobre 27,532 mOhm
Tensão de carga fornecida 11,862 V
Perda total de potência 688,31 mW
Eficiência na entrega 98.85%
Densidade de corrente por caminho 71,43 A/mm²
Queda de tensão permitida 360,0 mV
Margem de manobra restante 222,3 mV
TIPO DE MODELO Resistência CC do cobre corrigida em função da temperatura

BASE DE CÁLCULO

Modelo de resistência do cobre com correção de temperatura

A calculadora separa a resistência do cobre da resistência em série adicionada opcionalmente e, em seguida, aplica a lei de Ohm ao percurso completo da corrente.

01

Secção transversal de cobre

A = L × A

A largura final da pista e a espessura final do cobre determinam a área condutora de cada pista idêntica.

02

Resistência a 20 °C

R20 = rho20 × L / A

O modelo utiliza uma resistividade do cobre de 1,724e-8 ohm-metro a 20 °C.

03

Correção de temperatura

R(T) = R20 × [1 + 0,00393(T - 20)]

A resistência do cobre é ajustada utilizando o coeficiente linear próximo da temperatura ambiente.

04

Perda de tensão e de potência

dV = I × R, P = I² × R

A resistência total inclui o caminho efetivo em paralelo do cobre, bem como qualquer resistência introduzida pelos conectores, vias ou contactos.

O comprimento do percurso é importante.

Selecione «Condutor unidirecional» ao avaliar apenas a pista de alimentação traçada. Selecione «Alimentação e retorno» quando ambos os condutores tiverem a mesma geometria e comprimento introduzidos. No caso de geometrias de retorno diferentes, calcule cada segmento separadamente ou adicione a resistência de retorno medida como resistência em série.

QUALIDADE DA ENTRADA

Utilizar a geometria final e o percurso real da corrente

A definição precisa do percurso é mais importante do que adicionar casas decimais desnecessárias ao resultado.

Medir o comprimento elétrico

Introduza o comprimento real do condutor instalado, incluindo as secções de estreitamento significativas. Não utilize a distância em linha reta na placa como substituto.

Utilizar a geometria de cobre acabada

A largura e a espessura finais podem diferir do desenho original e da folha de base devido à gravação, ao revestimento e às compensações de fabrico.

Temperatura do condutor de utilização

Introduza a temperatura prevista do cobre, e não apenas a temperatura ambiente. A resistência do cobre aumenta à medida que o condutor fica mais quente.

Adicionar resistência não detetável

Utilize a entrada opcional de resistência em série para conectores, contactos, vias, derivações ou resistência de retorno medida que não seja representada pela geometria do traço.

INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS

Utilizar o limite de queda de tensão como critério de projeto

Este estado compara a perda calculada com o limite que introduzir. Não substitui a tolerância regulamentar, nem a análise de transientes ou térmica.

PASS

Abaixo de 70% do limite

Ainda existe uma margem preliminar útil para tolerâncias geométricas, variações de temperatura e ligações não modeladas.

ANÁLISE

De 70% a 100% do Limite

O percurso cumpre o limite introduzido, mas tem uma margem reduzida. Confirme a geometria final e a corrente no pior dos casos.

FALHA

Acima do limite definido

Reduzir o comprimento ou a corrente, aumentar a secção transversal do cobre, adicionar percursos paralelos ou diminuir a resistência em série.

LIMITE DE ENGENHARIA

O que a calculadora inclui e o que o hardware deve verificar

Incluído no orçamento

  • Largura, espessura e comprimento elétrico do cobre acabado
  • Resistividade do cobre corrigida em função da temperatura
  • Caminho unidirecional ou caminho de ida e volta com potência compensada
  • Repartição equitativa da corrente por vias paralelas idênticas
  • Resistência em série adicional opcional e limite de queda definido pelo utilizador

Verificar fora da calculadora

  • Aquecimento por fio, expansão do cobre, fluxo de ar e condições do invólucro
  • Estreitamentos, planos, partilha não uniforme de corrente e matrizes de vias
  • Tolerância do regulador, transientes de carga, ondulação e oscilação de terra
  • Tolerância da resistência dos conectores, cabos, fusíveis, derivações e contactos
  • Medição do pior cenário no ponto de carga real

A QUEDA DE CORRENTE CONTÍNUA É APENAS UMA PARTE DA INTEGRIDADE DE POTÊNCIA

Utilize o resultado para selecionar um percurso e, em seguida, valide todo o percurso de abastecimento em condições reais de carga e temperatura.

Validação de Engenharia Documentos técnicos Plataformas de referência

FERRAMENTAS DE ENGENHARIA RELACIONADAS

Continuar a verificação do projeto da placa de circuito impresso e do sistema

Utilize cada calculadora para a respetiva decisão de engenharia, em vez de repetir o mesmo modelo de entrada em várias ferramentas.

PERGUNTAS FREQUENTES SOBRE A QUEDA DE TENSÃO NA PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO

Questões práticas sobre as perdas no percurso de alimentação das placas de circuito impresso (PCB)

Calcule antecipadamente a perda por condutância do cobre e, em seguida, verifique a totalidade da linha no ponto de carga real.

As respostas abaixo centram-se no comprimento do percurso, no cobre acabado, na temperatura, nos percursos de retorno, nos condutores paralelos e nos limites de queda de tensão.

Analisar um percurso de alimentação numa placa de circuito impresso
No cálculo da queda de tensão na placa de circuito impresso, deve utilizar-se o comprimento unidirecional ou o comprimento de ida e volta?

Utilize o comprimento unidirecional quando verificar apenas o condutor de alimentação. Utilize o comprimento de ida e volta quando a alimentação e o retorno tiverem a mesma geometria e comprimento. Caso contrário, modele cada segmento separadamente.

Uma camada interna de uma placa de circuito impresso apresenta uma resistência em corrente contínua mais elevada?

Não quando o comprimento, a largura, a espessura e a temperatura do cobre acabado são idênticos. A disposição interna altera o comportamento térmico, mas isso não justifica um multiplicador arbitrário da resistência em corrente contínua.

Que espessura de cobre devo indicar?

Utilize a espessura final do cobre. O revestimento da camada exterior e as tolerâncias de fabrico podem fazer com que o valor final difira do peso inicial da folha.

Por que razão a variação da temperatura do condutor altera a queda de tensão?

A resistência do cobre aumenta com a temperatura. A calculadora aplica uma correção linear da temperatura utilizando um coeficiente de 0,00393 por grau Celsius próximo da temperatura ambiente.

Como devo incluir vias e conectores?

Introduza a resistência combinada, medida ou estimada, no campo «Resistência adicional da série». No caso de matrizes complexas de vias, utilize primeiro a Calculadora de corrente de vias de PCB específica para o efeito.

Será que esta calculadora pode substituir a validação da integridade de alimentação?

Não. Este cálculo estima as perdas de corrente contínua em regime estacionário. A validação final deve incluir a tolerância do regulador, o comportamento transiente, a análise do caminho de retorno, os ensaios térmicos e a medição da tensão no ponto de carga.