Kalkulator Prądu Ścieżki PCB

Kategoria: Technologia

- 10 września 2025

| |

Oblicz maksymalną pojemność prądową, wzrost temperatury i wymaganą szerokość ścieżki dla projektu PCB na podstawie standardów IPC-2152 i IPC-2221.

Parametry PCB

Grubość miedzi:

Standardowe wartości: 0.5, 1, 2, 3 oz

Długość ścieżki:

Szerokość ścieżki:

1 mil = 0.0254 mm

Lokalizacja ścieżki:

Ścieżka zewnętrzna lepiej odprowadza ciepło

Parametry elektryczne

Prąd:

Dopuszczalny spadek napięcia:

W trybie %, wprowadź wartość względem napięcia zasilania

Maksymalny wzrost temperatury:

°C

Zazwyczaj 10-40°C powyżej temperatury otoczenia

Temperatura otoczenia:

°C

Zaawansowane ustawienia

Tryb obliczeń:

Standard odniesienia:

IPC-2152 jest bardziej dokładny dla większości zastosowań

Pokaż wykresy

Pokaż wzory obliczeniowe

Teoria pojemności prądowej ścieżek PCB

Pojemność prądowa ścieżek PCB zależy od wielu czynników, w tym grubości miedzi, szerokości, tolerancji wzrostu temperatury i lokalizacji w PCB. Standardy branżowe dostarczają wytycznych, aby zapewnić bezpieczne i niezawodne projekty.

Kluczowe czynniki wpływające na pojemność prądową ścieżek PCB

Grubość miedzi: Grubsza miedź pozwala na większy prąd przy tej samej szerokości
Szerokość ścieżki: Szersze ścieżki mogą przenosić większy prąd
Wzrost temperatury: Wyższa tolerancja wzrostu temperatury pozwala na większy prąd
Lokalizacja ścieżki: Ścieżki zewnętrzne lepiej odprowadzają ciepło niż wewnętrzne
Długość ścieżki: Wpływa na spadek napięcia i całkowitą rezystancję
Temperatura otoczenia: Wyższe temperatury otoczenia zmniejszają pojemność prądową

Standardy i wzory

IPC-2152: Nowoczesny standard z dokładniejszymi wartościami prądowymi opartymi na szerokich testach
IPC-2221: Starszy standard, który jest bardziej konserwatywny
Obliczanie rezystancji: R = ρ × L / (W × T), gdzie ρ to rezystywność miedzi
Spadek napięcia: V = I × R, gdzie I to prąd, a R to rezystancja ścieżki
Rozpraszanie mocy: P = I² × R określa wzrost temperatury

Uwagi projektowe

Margines bezpieczeństwa: Uwzględnij margines bezpieczeństwa 20-30% dla krytycznych zastosowań
Odciążenie termiczne: Rozważ zastosowanie padów odciążających termicznie dla połączeń wysokoprądowych
Radiatory: Duże obszary miedzi mogą działać jako radiatory dla ścieżek wysokoprądowych
Trasowanie ścieżek: Minimalizuj długość ścieżek dla ścieżek wysokoprądowych
Projekt warstw: Używaj grubszej miedzi na warstwach dystrybucji zasilania
Łączenie przez otwory: Wiele otworów przelotowych może być używanych do dzielenia prądu między warstwami

Uwaga: Ten kalkulator dostarcza szacunków opartych na standardach branży PCB i wzorach empirycznych. Rzeczywista pojemność prądowa może się różnić w zależności od projektu płytki, materiałów i warunków środowiskowych. W przypadku krytycznych zastosowań wysokoprądowych skonsultuj się ze specjalistą ds. projektowania PCB i rozważ symulację termiczną lub testy.

Co to jest Kalkulator Prądu Ścieżki PCB?

Kalkulator Prądu Ścieżki PCB to praktyczne narzędzie dla inżynierów, studentów i projektantów elektroniki, którzy potrzebują oszacować zdolność przewodzenia prądu przez ścieżki na płytkach drukowanych (PCB). Upraszcza proces obliczania, jak szeroka powinna być miedziana ścieżka, aby bezpiecznie przewodzić prąd elektryczny, pomagając zapobiegać przegrzewaniu i potencjalnym awariom obwodów. Kalkulator opiera się na standardach IPC-2152 i IPC-2221, które są szeroko uznawane w projektowaniu PCB.

Dlaczego warto korzystać z tego kalkulatora?

Ten kalkulator pomaga zapewnić, że projekty PCB są elektrycznie bezpieczne i niezawodne, szybko analizując:

Maksymalny prąd, jaki może przewodzić ścieżka
Szerokość ścieżki wymaganą dla danego prądu
Oczekiwany wzrost temperatury wynikający z przepływu prądu
Spadek napięcia i rozpraszanie mocy

Korzystając z tego narzędzia, możesz podejmować świadome decyzje projektowe, które zmniejszają ryzyko przegrzewania, zapewniają stabilność napięcia i spełniają standardy projektowe branży.

Jak korzystać z kalkulatora

Wprowadź grubość miedzi (np. 1 oz jest typowe dla standardowych PCB).
Określ długość ścieżki i szerokość ścieżki.
Wybierz lokalizację ścieżki – warstwy zewnętrzne lub wewnętrzne PCB.
Wprowadź pożądany prąd i akceptowalny spadek napięcia.
Ustaw maksymalny wzrost temperatury i temperaturę otoczenia.
Wybierz, co chcesz obliczyć: maksymalny prąd, wymaganą szerokość ścieżki lub wzrost temperatury.
Kliknij Oblicz, aby uzyskać wyniki, w tym wykresy wizualne i szczegółowe rekomendacje projektowe.

Przydatne wzory

Opór: \( R = \frac{ρ × L}{A} \)
Spadek napięcia: \( V = I × R \)
Rozpraszanie mocy: \( P = I^2 × R \)
Zdolność przewodzenia prądu przez ścieżkę (IPC-2152): \( I = k × (\Delta T)^{0.5} × W^{0.44} × T^{0.725} \)

Zastosowania w rzeczywistości

Niezależnie od tego, czy tworzysz niestandardowe urządzenie, czy sprawdzasz wykonalność projektu, ten kalkulator pomaga w bezpiecznym planowaniu układu. Może uzupełniać narzędzia, takie jak narzędzie do analizy wydajności iMac lub system analizy wąskich gardeł, dostarczając istotnych informacji elektrycznych. Można go traktować jako elektryczny odpowiednik kalkulatora zasilania lub testu prędkości pobierania sieci.

Najczęściej zadawane pytania

Czy mogę używać tego na Macu? Tak. Działa bezproblemowo w przeglądarkach na macOS, co czyni go doskonałym dodatkiem do zestawu narzędzi komputerowych iMac.
Który standard wybrać: IPC-2152 czy IPC-2221? IPC-2152 jest bardziej nowoczesny i dokładny. Użyj IPC-2221 dla konserwatywnych oszacowań.
Czy wynik jest dokładny dla wszystkich materiałów PCB? Kalkulator opiera się na standardowym materiale FR4. Dla innych materiałów wyniki mogą się różnić.
Czy to narzędzie może zastąpić profesjonalne narzędzia symulacyjne? Jest najlepsze do wstępnych oszacowań. W przypadku projektów krytycznych należy je łączyć z symulacją termiczną lub testami laboratoryjnymi.

Jak to narzędzie pomaga

Zmniejsza liczbę prób i błędów w projektowaniu ścieżek PCB
Zapewnia bezpieczniejsze projekty, zapobiegając przegrzewaniu ścieżek
Oszczędza czas, automatyzując kluczowe obliczenia elektryczne
Wspiera zarówno hobbystów, jak i profesjonalistów dzięki prostym wejściom i wykresom

Kalkulator Prądu Ścieżki PCB stoi obok popularnych narzędzi inżynierskich, takich jak oszacowanie prędkości transferu plików, narzędzia do testowania prędkości internetu i przewodniki konfiguracji RAID, jako niezbędne narzędzie do efektywnej i świadomej pracy projektowej.