Два напрями розрахунку
Від заданого струму до потрібної ширини — або від розведеної ширини до перевірки допустимого струму.
Розрахунок струмового навантаження
Калькулятор ширини доріжки PCB
Безкоштовний калькулятор ширини доріжки PCB на основі кривої IPC-2221: задайте струм, вагу міді й допустимий нагрів і отримайте ширину в mil або мм, а також опір, падіння напруги та втрати потужності — без реєстрації, повністю в браузері.
- Струм→ширина або ширина→струм
- Коефіцієнти зовнішніх і внутрішніх шарів
- Опір, падіння та втрати включно
Отримати миттєвий розрахунок
З урахуванням шару
Внутрішні доріжки гірше відводять тепло, тому внутрішній коефіцієнт збільшує потрібну ширину приблизно в 2.6 раза за того ж нагріву.
Повна електрична картина
Кожен результат містить переріз, DC-опір за робочої температури, падіння напруги та втрати I²R.
Питання щодо стеку чи товстої міді? Пишіть на [email protected]
Калькулятор ширини доріжки
Апроксимація IPC-2221 · результати оновлюються миттєво
Напрям розрахунку
Одиниця ширини
Результати
- Необхідна ширина
- 0.30 mm · 11.8 mil
- Допустимий струм
- 1.00 A
- Переріз
- 16.3 mil² · 0.0105 mm²
- Опір доріжки
- 42.7 mΩ
- Падіння напруги
- 42.7 mV
- Втрати потужності
- 42.7 mW
IPC-2221 свідомо консервативний. IPC-2152 зазвичай допускає більший струм — особливо на внутрішніх шарах — а перехідні отвори, роз'єми та теплий корпус потребують додаткового запасу.
Надіслати специфікацію на перевірку →Методика
Як працює розрахунок ширини доріжки
IPC-2221 пов'язує струм із температурою провідника однією апроксимуючою кривою: I = k · ΔT^0.44 · A^0.725, де A — переріз доріжки в mil², а k дорівнює 0.048 для зовнішніх і 0.024 для внутрішніх шарів.
Розрахунок йде в два кроки. Спершу формулу обертають для отримання необхідного перерізу A = (I / (k·ΔT^0.44))^(1/0.725), потім цю площу ділять на товщину міді — 1 oz ≈ 1.378 mil — і отримують ширину. Опір, падіння напруги та втрати виводяться з цієї геометрії з питомим опором міді 1.7e-6 Ом·см і температурним коефіцієнтом 3.9e-3/°C.
У трасуванні з контрольованим імпедансом ширина має також відповідати геометрії стеку — перевірте її нашим калькулятором імпедансу
Шари
Зовнішні та внутрішні доріжки
Зовнішні доріжки віддають тепло конвекцією та випромінюванням; внутрішні оточені діелектриком, який відводить тепло гірше. IPC-2221 враховує це удвічі меншим коефіцієнтом k: внутрішня доріжка за того ж струму й нагріву потребує приблизно в 2.6 раза більшої ширини, ніж зовнішня.
На практиці це робить внутрішні силові полігони та шари живлення привабливими: вони дають широкий і холодний шлях для струму, не займаючи каналів трасування.
Стандарти
IPC-2221 проти IPC-2152
IPC-2221 переймає діаграму IPC-D-275, побудовану консервативно на обмеженому наборі даних. IPC-2152 — новіший стандарт, заснований на теплових випробуваннях, що враховують товщину плати, мідні шари та теплопровідність матеріалу.
IPC-2152 зазвичай допускає більший струм за тієї ж ширини — особливо на внутрішніх шарах, де стара діаграма була навмисно песимістичною. Використовуйте цей калькулятор для консервативної першої оцінки, потім звіряйте з IPC-2152 або тепловою моделлю, коли запас критичний.
Довідник
Ширина доріжки від струму за ΔT = 10 °C
Необхідна ширина за струмом, вагою міді та шаром. Значення обчислюються наживо тією самою апроксимацією IPC-2221, що й у калькуляторі.
| Струм (А) | 1 oz зовнішній | 2 oz зовнішній | 1 oz внутрішній | 2 oz внутрішній |
|---|---|---|---|---|
| 0.5 | 0.12 mm (4.5 mil) | 0.06 mm (2.3 mil) | 0.30 mm (11.8 mil) | 0.15 mm (5.9 mil) |
| 1 | 0.30 mm (11.8 mil) | 0.15 mm (5.9 mil) | 0.78 mm (30.8 mil) | 0.39 mm (15.4 mil) |
| 2 | 0.78 mm (30.8 mil) | 0.39 mm (15.4 mil) | 2.03 mm (80.0 mil) | 1.02 mm (40.0 mil) |
| 3 | 1.37 mm (53.8 mil) | 0.68 mm (26.9 mil) | 3.56 mm (140.0 mil) | 1.78 mm (70.0 mil) |
| 5 | 2.77 mm (108.9 mil) | 1.38 mm (54.4 mil) | 7.19 mm (283.2 mil) | 3.60 mm (141.6 mil) |
| 10 | 7.19 mm (283.2 mil) | 3.60 mm (141.6 mil) | 18.71 mm (736.8 mil) | 9.36 mm (368.4 mil) |
Усі ширини в мм, mil — у дужках.
Запас
Чек-лист проєктного запасу
Формула передбачає пряму ізольовану доріжку за постійного струму. На реальних платах запас потрібен у таких місцях:
- Перехідні отвори ведуть струм через металізований стовбур завтовшки близько 1 oz — для струмів понад ~1 А беріть із запасом або ставте кілька паралельно.
- Роз'єми та штифти press-fit мають власні струмові межі, зазвичай нижчі за доріжку.
- Паралельні доріжки ділять струм нерівномірно за різної довжини чи ширини — короткий широкий шлях забирає більшу частину.
- Температура всередині корпусу додається до допустимого нагріву — корпус 45 °C ділить бюджет 10 °C навпіл.
- Імпульси струму та пускові струми двигунів вищі за середнє — рахуйте за тривалою складовою або додавайте мідь, а не за номіналом.
- Сусідні мідні полігони в реальних платах відводять тепло — цього «кредиту» IPC-2152 у цій моделі немає.
Масштабування
Коли переходити на товсту мідь
Коли необхідна ширина на 1 oz перевищує приблизно 200 mil, практична відповідь — товстіша мідь, а не ширша доріжка. Дві–чотири унції зменшують ширину удвічі–учетверо за того ж струму.
Наш процес товстомідних плат наносить 2–6 oz для силових шин і розподілу живлення — додайте розраховану ширину, струм і цільовий нагрів до запиту ціни. плату на товстій міді
Технічні питання
FAQ щодо калькулятора ширини доріжки
Що робить калькулятор ширини доріжки?
Він перетворює необхідний струм і допустимий нагрів на мінімальну ширину мідної доріжки за апроксимацією IPC-2221 і додатково показує опір, падіння напруги та втрати потужності.
Яка формула використовується?
I = k·ΔT^0.44·A^0.725, де k = 0.048 для зовнішніх і 0.024 для внутрішніх шарів; A — переріз у mil², ΔT — допустимий нагрів у °C. Це та сама апроксимація, за якою побудовано діаграму IPC-2221.
Чому внутрішнім доріжкам потрібна більша ширина?
Діелектрик відводить тепло гірше за повітря, тому IPC-2221 удвічі зменшує струмову константу для внутрішніх шарів. За того ж струму й нагріву це дає приблизно 2.6 зовнішньої ширини.
Чи впливає довжина доріжки на ширину?
Ні — ширина залежить лише від струму, ваги міді та допустимого нагріву. Довжина входить в опір, падіння напруги та втрати, тому калькулятор запитує її окремо.
Чим це відрізняється від IPC-2152?
IPC-2152 — новіший стандарт, заснований на випробуваннях, і зазвичай допускає більший струм, особливо на внутрішніх шарах. Результати IPC-2221 — консервативний мінімум; за тісної ширини варто перевірити за даними IPC-2152.
Коли варто переходити на товсту мідь?
Коли необхідна ширина на 1 oz перевищує приблизно 200 mil або ви вже закладаєте 3 oz і більше. Товстіша мідь напряму зменшує ширину й зазвичай дешевша за додаткову площу трасування.
Калькулятор безкоштовний і чи зберігає він введені дані?
Він безкоштовний, працює повністю в браузері й нічого не надсилає на сервер. Результати — інженерна оцінка, а не заміна теплової валідації виробу.
Від розрахунку до міді
Ширина є — потрібна плата?
Надішліть розраховану ширину, вагу міді та цільовий струм разом із Gerber-файлами — наші інженери підтвердять стек і компенсацію травлення до запуску у виробництво.