Подобные вопросы и темы задавались ранее, такие как
- Стандартная ширина трассы печатной платы?
- Формула для падения напряжения в зависимости от ширины трассы печатной платы, температуры, тока и длины трассы
Я использовал PCB Toolkit в прошлом, и у меня не было практических проблем, но у меня также не было больше 1A, проходящего сигнальные трассы раньше. Я замечаю, что между некоторыми калькуляторами есть разница. Я хотел бы знать, какой набор инструментов является более надежным.
Я понимаю, что на фотографиях много изображений с информацией, вы можете перейти к нижней части этого вопроса для краткого изложения изображений, если это проще.
PCB Toolkit
С включенными модификаторами IPC-2152
Общее окно выглядит так
Я играл с шириной проводника, пока я не смог ~ 2А. Мои настройки ввода следующие
Я полагаю, что мой потрясающий дом начинается с основания на 0.5 унции и затем покрывается.
Вот результаты для внешнего слоя
Внутренний слой (я обновил ширину моего проводника до 22 мил)
Если бы я изменил опцию с плоскости, на которую нет плоскости, я получил бы другой набор значений.
Сохраняя настройки внешнего слоя одинаковыми, и изменяя только плоскость: нет
С IPC-2152 без включенных модификаторов
Из вопроса, который я задавал ранее, будет ли принудительная подача воздуха на печатную плату улучшить текущую емкость трассы? Это, по-видимому, указывает на то, что рассеяние тепла улучшает пределы тока, тогда наличие плоскости помогает с охлаждением и, следовательно, может выдерживать более высокие токи, чем без.
CircuitCalculator.com : Расчет ширины трассы печатной платы
Я бы ожидал, что значения были похожи между двумя, но на самом деле это не так.
Если бы я должен был ввести те же значения, которые я ввел для PCB Toolkit (за исключением текущего состояния плоскости и базового уровня меди и плакировки меди. Я получаю следующее
**Summary**
The following all has a target current of ~2A with a 20C temp rise.
PCB Toolkit with IPC-2152 modifiers Internal Trace 22 mils
PCB Toolkit with IPC-2152 without modifiers Internal Trace 55 mils
Circuit Calculator Internal Trace 52.6 mils
PCB Toolkit with IPC-2152 modifiers External Trace 12 mils
PCB Toolkit with IPC-2152 without modifiers External Trace 36 mils
Circuit Calculator External Trace 20.2 mils
Итак, мой вопрос, который является правильным, потому что я также пытаюсь поддерживать линию 50 Ом, если это возможно? Я склоняюсь к тому, что PCB Toolkit является более точным, поскольку в онлайн-калькуляторе используется IPC-2221A, а веб-сайт не обновлялся с марта 2008 года (последняя запись в блоге).
В конце концов, то, что я ищу, это наименьшая внешность / след, который может выдержать 2А без чрезмерного увеличения толщины меди. Меньшие следы облегчают получение 50-омной линии без увеличения толщины моей платы.
Ответы:
Я собираюсь попытаться ответить на этот вопрос из моего собственного исследования этого.
Многие из онлайн-калькуляторов зависимости ширины трассы от тока получены из документа, который был опубликован, по-видимому, несколько лет назад. Некоторые источники утверждают, что это было в 1950-х годах, но я не смог найти первую дату, когда она была опубликована. (Справедливости ради, я тоже не выглядел так усердно). IPC-2221 является общим стандартом дизайна печатных плат.
Я нашел копию IPC-2221 здесь [ссылка]
Существует более современная версия этого документа (у меня нет даты), и это IPC-2152, который с тех пор обновил некоторую более старую информацию прошлого. Если оригинальный документ был опубликован в 1950-х годах, то дизайн печатных плат имеет долгий путь, такой как использование плоскостей и многослойных плат.
Программное обеспечение PCB Toolkit использует (по умолчанию) IPC-2152 с так называемыми модификаторами. Я получу больше в этом в ближайшее время. Другой веб-сайт ( http://www.smps.us/ ) также предоставляет калькулятор для определения ширины трассы по сравнению с текущей и использует IPC-2152 в качестве базовой линии, а в тексте содержатся некоторые пояснения относительно различий между старым и новым.
Это идет на сказать ..
Остальная часть страницы включает в себя калькулятор и некоторые уравнения, а также то, как и почему автор сделал определенные вещи, но он говорит следующее.
Я думаю, что это модификаторы, которые мы видим с PCB Toolkit. Когда я подключаю одинаковые значения для PCB Toolkit и этого онлайн-калькулятора, я получаю одинаковый результат **
** Внутренняя ширина трассы соответствует пересмотренной ширине онлайн-калькулятора.
Я думал, что это было интересно и, согласно Википедии
и Engineering Toolbox при температуре около 20 ° С, теплопроводность воздуха составляет 0,0257 Вт / м · К.
Таким образом, если у вас есть плоскость, диэлектрик рассеивает это тепло, так что ваш след на самом деле может обрабатывать больше тока, чем считалось ранее.
TL; DR IPC-2152 является новым стандартом для ширины трассы против тока и включает в себя рассеивание тепла с плоскостью, так что трассы могут обрабатывать больше тока, чем считалось ранее.
PCB Toolkit (программа) и http://www.smps.us/pcb-calculator.html используют этот новый стандарт. Так что, если вам нужно сжать больше трасс с более высоким текущим рейтингом, или если вы пытаетесь достичь целевого сопротивления и справиться с более высокой нагрузкой, IPC-2152 сможет помочь. Однако, если вы можете пойти больше, пойти больше, потому что лучше быть консервативным, но если вам нужно сжать больше и считаться «безопасным», то я думаю, что это путь.
источник
Раньше я пользовался калькуляторами печатных плат, но не был удовлетворен результатами. Основная причина в том, что проведенное исследование было довольно старым, а во-вторых, эти калькуляторы абстрагируют вас от условий исследования, таких как - какой фактор безопасности учитывался во время исследования, каковы были условия эксплуатации, каково качество печатной платы и т.д. Помимо этого, как только вы получите полностью изготовленную печатную плату, ее характеристики будут полностью отличаться от теоретического значения. Для точной толщины проводника будет зависеть от всего процесса, выполняемого фирмой-изготовителем. Таким образом, становится трудно / неэффективно использовать теоретический результат в реальной жизни.
Возвращаясь к основам, способность работать с амперами связана с базовой физикой. Любой след будет иметь конечное сопротивление. Когда вы пропускаете ток при падении потенциала, на дорожке будет рассеиваться мощность P = V * I. Если точка плавления трека достигнута, ваша печатная плата повреждена. Вот и все.
Я бы предложил практический подход, а не теоретический. Идея состоит в том, чтобы изготовить печатную плату со следами различной толщины, расположенными параллельно друг другу. Также получите эту доску с различной толщиной меди (35 микрон, 70 микрон и т. Д.). Используйте это в качестве справочной информации для этого конкретного производственного дома (просто чтобы быть на стороне параноика). Всякий раз, когда вы хотите найти текущую емкость ширины трассы, просто примените сигнал к трассе, которая, по вашему мнению, не расплавится при этом токе. Оставьте на некоторое время, пока след не достигнет стабильной температуры. Попробуйте почувствовать температуру рукой (или измерьте ее с помощью бесконтактного термометра или чего-либо еще).
Убедитесь, что вы проводите тестирование на худшее состояние, в которое может попасть ваша печатная плата. После получения температуры вы можете легко определить ширину трассировки.
источник