Domande e argomenti simili sono stati posti prima come

• Larghezze di traccia PCB standard?
• Formula per caduta di tensione vs larghezza della traccia PCB, temperatura, corrente e lunghezza della traccia

Ho usato PCB Toolkit in passato e non ho avuto problemi pratici, ma non avevo nemmeno più di 1A che correva tracce di segnale prima. Quello che sto notando è che c'è una differenza tra alcuni dei calcolatori. Mi piacerebbe sapere quale set di strumenti è più affidabile.

Capisco che ci sono molte immagini con informazioni in tutte le immagini, puoi saltare alla fine di questa domanda per un riepilogo delle immagini che mostrano se è più facile.

Toolkit PCB

Con i modificatori IPC-2152 abilitati

La finestra generale è simile a questa

Ho giocato con la larghezza del conduttore fino a quando non sono riuscito a ~ 2A. Le mie impostazioni di input sono le seguenti

Credo che la mia casa favolosa inizi con una base da 0,5 once e poi piatti.

Ecco i risultati per il livello esterno

Strato interno (ho aggiornato la larghezza del mio conduttore a 22 mil)

Se dovessi cambiare l'opzione da piano presente a nessun piano presente, ottengo un diverso set di valori.

Mantenere le impostazioni per lo strato esterno uguali e modificare solo il piano presente: no

Con IPC-2152 senza modificatori abilitati

Da una domanda che avevo posto in precedenza, l' aria forzata sul PCB migliorerà l'attuale capacità di traccia? , che sembra indicare che la dissipazione del calore migliora i limiti di corrente, quindi la presenza dell'aereo aiuta con il raffreddamento e quindi può gestire correnti più elevate che senza.

CircuitCalculator.com : Calculatr larghezza traccia PCB

Mi sarei aspettato che i valori fossero stati simili tra i due, ma in realtà non lo sono.

Se dovessi inserire gli stessi valori che avevo inserito per il Toolkit PCB (ad eccezione dello stato attuale del piano e del rame di base e del rame di placcatura. Ottengo quanto segue

**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

Quindi la mia domanda è, che è corretta perché sto anche cercando di mantenere una linea di 50 ohm, se possibile? Sono incline a dire che PCB Toolkit è più preciso, dal momento che il calcolatore online utilizza IPC-2221A e il sito Web non sembra essere stato aggiornato da marzo 2008 (ultimo post di blog).

Alla fine, quello che sto cercando è una traccia / traccia esterna più piccola, in grado di gestire 2A senza essere eccessivo sullo spessore del rame. Tracce più piccole rendono più facile ottenere una linea di 50 ohm senza dover aumentare lo spessore della mia tavola.

Tenterò di rispondere a questa domanda dalle mie ricerche su questo.

Molti dei calcolatori online per la larghezza della traccia rispetto alla corrente derivano da un documento pubblicato apparentemente anni fa. Alcune fonti hanno affermato che era negli anni '50, ma non sono riuscito a trovare il primo appuntamento in cui è stato pubblicato. (In tutta onestà, non ho nemmeno guardato così duramente). IPC-2221 è lo standard generico per la progettazione di schede stampate.

Ho trovato una copia di IPC-2221 qui [link]

Esiste una versione più moderna di questo documento (non ho la data), ed è l'IPC-2152 che da allora ha aggiornato alcune delle informazioni più vecchie del passato. Se il documento originale è stato pubblicato negli anni '50, la progettazione del PCB ha una lunga strada, come l'uso di aerei e schede multistrato.

Il software PCB Toolkit utilizza (per impostazione predefinita) IPC-2152 con qualcosa chiamato modificatori. Ne parlerò presto presto. Un altro sito Web ( http://www.smps.us/ ) fornisce anche una calcolatrice per la larghezza della traccia rispetto alla corrente e utilizza l'IPC-2152 come collegamento di base e il corpo include alcune spiegazioni sulle differenze con il vecchio e il nuovo.

Fino a poco tempo fa, la fonte principale per il calcolo della larghezza della traccia del circuito stampato (PCB) per l'innalzamento della temperatura erano trame derivate dagli esperimenti condotti più di mezzo secolo fa.

Si dice ..

Il nuovo standard IPC-2152, basato sugli ultimi studi, è molto più coinvolto. Fornisce oltre 100 figure diverse e consente di tenere conto di molti fattori aggiuntivi, come lo spessore del PCB e dei conduttori, la distanza da un piano di rame, ecc.

Il resto della pagina include una calcolatrice e alcune equazioni e come e perché l'autore ha fatto certe cose, ma una cosa che dice è

Se si dispone di un PCB multistrato con un piano di rame vicino al conduttore, l'attuale ∆T sarà sostanzialmente inferiore. Tuttavia, per le schede di spessore inferiore a 70 mil senza un piano le temperature possono essere più alte. Pertanto IPC riferendosi alla Figura 5-2 come conservativo può essere fuorviante. Ad ogni modo, per riflettere le condizioni di un'applicazione specifica, è possibile introdurre un fattore di correzione (modifica) come rapporto tra estimatedT effettivo e generico stimato.

Penso che questi siano i modificatori che vediamo con PCB Toolkit. Quando inserisco gli stessi valori sia per PCB Toolkit che per questo calcolatore online, ottengo lo stesso risultato **

** La larghezza della traccia interna corrisponde alla larghezza rivista della calcolatrice online.

Tale documento presupponeva anche arbitrariamente che i conduttori interni potessero trasportare solo la metà della corrente di quelli esterni. In realtà, come menzionato nel nuovo standard, gli strati interni possono effettivamente funzionare più freddi perché il dielettrico ha una conduttività termica 10 volte migliore dell'aria.

Ho pensato che fosse interessante e secondo Wikipedia

Thermal conductivity, through-plane 0.29 W/m·K,[1] 0.343 W/m·K[2]
Thermal conductivity, in-plane  0.81 W/m·K,[1] 1.059 W/m·K[2]

e The Engineering Toolbox a circa 20 ° C, la conduttività termica dell'aria è 0,0257 W / m · K

Quindi se hai un piano, il dielettrico si diffonde che si scalda, quindi la tua traccia può effettivamente gestire più corrente di quanto si pensasse in precedenza.

TL; DR IPC-2152 è il nuovo standard per la larghezza della traccia rispetto alla corrente e include la dissipazione del calore con un piano in modo che le tracce possano gestire più corrente di quanto si pensasse in precedenza.

PCB Toolkit (programma) e http://www.smps.us/pcb-calculator.html utilizzano questo nuovo standard. Pertanto, se è necessario comprimere più tracce con una corrente nominale più elevata o se si sta tentando di colpire un'impedenza target e di essere in grado di gestire un carico più elevato, l'IPC-2152 sarà in grado di aiutare. Tuttavia, se puoi andare più grande, vai più grande perché è meglio essere prudenti, ma se hai bisogno di spremere di più ed essere considerato "sicuro", allora penso che sia così.

Ho già usato calcolatrici per circuiti stampati PCB ma non ero soddisfatto dei risultati. Il motivo principale è il fatto che la ricerca fatta era piuttosto vecchia e in secondo luogo, questi calcolatori ti sottraggono da condizioni di ricerca come: qual era il fattore di sicurezza considerato al momento della ricerca, qual era la condizione di funzionamento, qual era la qualità del PCB ecc. Oltre a questo, una volta ottenuto un PCB completamente fabbricato, le sue specifiche saranno totalmente diverse da un valore teorico. Ad es. Lo spessore esatto del conduttore dipenderà da tutto il processo eseguito dalla ditta di fabbricazione. Pertanto, diventa difficile / inefficiente utilizzare un risultato teorico nello scenario della vita reale.

Tornando alle origini, la capacità di gestione dell'ampere è correlata alla fisica di base. Ogni traccia avrà una resistenza finita. Quando passi una corrente sotto una potenziale caduta, ci sarà una dissipazione di potenza P = V * I nella traccia. Se viene raggiunto il punto di fusione della traccia, il PCB viene danneggiato. Questo è tutto.

Suggerirei un approccio pratico piuttosto che approfondire quello teorico. L'idea è quella di realizzare un PCB fabbricato con tracce di diverso spessore, poste parallelamente l'una all'altra. Prendi anche questa scheda con vari spessori di rame (35 micron, 70 micron ecc.). Usalo come riferimento per quella particolare casa di fabbricazione (solo per essere sul lato paranoico). Ogni volta che vuoi trovare la capacità corrente di una larghezza della traccia, applica semplicemente il segnale a una traccia che pensi non si fonderà con questa corrente. Lascialo lì per un po 'fino a quando la traccia raggiunge una temperatura stabile. Prova a sentire la temperatura con la mano (o misurala usando un termometro senza contatto o qualunque cosa tu possa usare).

Assicurati di eseguire i test per le peggiori condizioni in cui il tuo pcb può entrare. Dopo aver ottenuto la temperatura, puoi facilmente decidere la larghezza della traccia da seguire.