Theo dõi chiều rộng và giải phóng mặt bằng


10

Toán học đằng sau dấu vết và tính toán giải phóng mặt bằng là gì? Tôi đang thiết kế một PCB, sẽ mang theo điện áp 12V và 6A, chiều rộng và dấu vết phải là gì?

Tương tự như vậy, nó nên là gì đối với 12V 3A và 5V 3A. Có một quy tắc chung, sử dụng mà chúng ta có thể quyết định chiều rộng theo dõi và giải phóng mặt bằng?


1
Bạn có thể muốn xem Tiêu chuẩn IPC-2221A Nó có rất nhiều khuyến nghị về thiết kế PCB bao gồm chiều rộng theo dõi và khoảng cách giải phóng mặt bằng. Ngoài ra còn có một bài viết hay về độ rộng pcb ở đây: Nhiệt độ tăng trong dấu vết PCB từ ultracad.com
Warren Hill

Câu trả lời:


13

Đó thực sự là hai câu hỏi riêng biệt. Đó là điện áp mạch xác định các yêu cầu giải phóng mặt bằng, trong khi các mức hiện tại xác định các yêu cầu về chiều rộng (và độ dày).

Chiều rộng dấu vết

Trước tiên, đối phó với chiều rộng và chiều dày của vết đồng trên PCB xác định diện tích mặt cắt ngang của nó, giống như đường kính đối với dây thông thường. Khu vực cắt ngang xác định điện trở của nó trên mỗi đơn vị chiều dài, tại thời điểm đó, tùy thuộc vào bạn để quyết định hai điều:

  • Bạn có thể chịu đựng được bao nhiêu điện áp rơi (V = I × R) từ đầu này đến đầu kia?

  • Bạn có thể chịu đựng được bao nhiêu nhiệt của dấu vết (Power = I 2 R)?

Một hoặc một trong số này sẽ là yếu tố giới hạn cho mỗi dấu vết.

Ví dụ: bạn có thể có "1 oz." đồng trên PCB của bạn. Đây là ký hiệu viết tắt cho "1 ounce đồng trên mỗi feet vuông", có nghĩa là độ dày 1,38 triệu, hoặc 0,035 mm. Một dấu vết rộng 10 triệu (0,125 mm), sau đó, có diện tích mặt cắt là 13,8 triệu 2 , tương đương với dây AWG38. Nó sẽ có điện trở khoảng 0,75 / ft. và công suất hiện tại là theo thứ tự 10 giây của mA.

Để xử lý dòng điện cao hơn, bạn có thể chọn "2 oz." đồng (dày 0,070 mm) và sử dụng dấu vết rộng 100 triệu (2,54 mm). Điều này mang lại cho bạn diện tích mặt cắt ngang là 276 triệu 2 , tương đương với dây AWG24.

Lưu ý rằng vì các dấu vết trên PCB rất phẳng và rộng, nên chúng thực sự tốt hơn trong việc loại bỏ nhiệt đối với môi trường so với dây điện tương đương. Vì vậy, liên quan đến tổn thất I 2 R, bạn có thể đặt nhiều dòng điện hơn thông qua dấu vết PCB - nhưng bạn vẫn cần chú ý đến sự tăng nhiệt độ và quản lý nhiệt liên quan.

Giải tỏa

Khoảng cách cần thiết giữa các dây dẫn được xác định bởi chênh lệch điện áp giữa chúng và lượng dòng rò bạn có thể chịu được. Dòng điện rò rỉ chủ yếu liên quan đến ô nhiễm bề mặt của PCB (ví dụ, thông lượng dư, cũng như bụi tích lũy, độ ẩm, v.v.).

Một hướng dẫn đến từ các dịch vụ kiểm tra an toàn như UL, yêu cầu khoảng cách leo lên là 5 mm mỗi kilovolt đối với các mạch được cho là "cách ly" với nhau (nhóm vật liệu I, mức độ ô nhiễm 2 từ UL840 ).

Rõ ràng, hướng dẫn này cung cấp các giá trị rất nhỏ cho điện áp thấp (0,05 mm hoặc 0,002 in ở 10 V), do đó, hệ số giới hạn thực sự trở thành độ rộng đường / không gian mà nhà máy PCB của bạn có khả năng.


Lưu ý bên lề: Đôi khi bạn sẽ thấy một bảng có một số dấu vết hiện tại được xây dựng bằng vật hàn. Điều này ít hiệu quả hơn bạn nghĩ. Điện trở suất của vật hàn bằng khoảng mười lần so với đồng, điều đó có nghĩa là bạn sẽ cần phải xây dựng chất hàn lên gấp mười lần độ dày của đồng (0,35 mm trên đỉnh 1 oz, cho toàn bộ chiều rộng của dấu vết) chỉ để cắt giảm một nửa kháng chiến.
Dave Tweed

2

Bên cạnh câu trả lời xuất sắc của Dave, bạn có thể muốn xem tiêu chuẩn IPC-2152, định nghĩa "Tiêu chuẩn để xác định công suất mang theo hiện tại trong thiết kế bảng in".

Tiêu chuẩn công nghiệp duy nhất để xác định kích thước dây dẫn bên trong và bên ngoài thích hợp trên bảng in là một chức năng của khả năng mang dòng hiện tại và sự tăng nhiệt độ của dây dẫn chấp nhận được. Tài liệu này cung cấp hướng dẫn về cách dẫn nhiệt, vias, mặt phẳng đồng, tản điện và vật liệu bảng in và độ dày tất cả các yếu tố liên quan đến mối quan hệ giữa dòng điện, kích thước dây dẫn và nhiệt độ. 97 trang. Phát hành tháng 8 năm 2009.

Nó có thể được tưới ở đây.

Nhưng có những máy tính tiện dụng có sẵn như bộ công cụ Saturn PCB

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.