มีการถามคำถามและหัวข้อที่คล้ายกันมาก่อนเช่น

• ความกว้างการติดตาม PCB มาตรฐาน?
• สูตรสำหรับแรงดันตกเทียบกับความกว้างของการติดตาม PCB อุณหภูมิกระแสและความยาวการติดตาม

ก่อนหน้านี้ฉันเคยใช้PCB Toolkitและฉันไม่เคยมีปัญหาในทางปฏิบัติ แต่ฉันก็ไม่ได้มีมากกว่า 1A ที่ใช้งานผ่านร่องรอยสัญญาณก่อนหน้านี้ สิ่งที่ฉันสังเกตเห็นคือมีความแตกต่างระหว่างเครื่องคิดเลขบางตัว ฉันต้องการทราบว่าชุดเครื่องมือใดที่เชื่อถือได้มากกว่า

ฉันเข้าใจว่ามีรูปภาพจำนวนมากพร้อมข้อมูลทั่วทั้งรูปภาพคุณสามารถข้ามไปที่ด้านล่างของคำถามนี้เพื่อสรุปภาพที่แสดงถ้ามันง่ายกว่า

ชุดเครื่องมือ PCB

เมื่อเปิดใช้งานตัวดัดแปลง IPC-2152

หน้าต่างทั่วไปมีลักษณะเช่นนี้

ฉันเล่นกับความกว้างของตัวนำจนกระทั่งฉันสามารถ ~ 2A การตั้งค่าอินพุตของฉันมีดังต่อไปนี้

ฉันเชื่อว่าบ้าน fab ของฉันเริ่มต้นด้วยฐาน 0.5oz แล้วเพลท

นี่คือผลลัพธ์สำหรับเลเยอร์ภายนอก

เลเยอร์ภายใน (ฉันได้อัปเดตความกว้างตัวนำของฉันเป็น 22 ไมล์)

ถ้าฉันต้องเปลี่ยนตัวเลือกจากระนาบปัจจุบันไปเป็นไม่มีระนาบฉันจะได้รับค่าชุดอื่น

การตั้งค่าสำหรับเลเยอร์ภายนอกยังคงเดิมและเปลี่ยนเฉพาะระนาบปัจจุบัน: ไม่

ด้วย IPC-2152 โดยไม่ได้เปิดใช้งานตัวดัดแปลง

จากคำถามที่ฉันถามไปก่อนหน้านี้จะบังคับอากาศบน PCB เพื่อปรับปรุงความสามารถในการติดตามในปัจจุบันหรือไม่ซึ่งดูเหมือนว่าจะบ่งบอกว่าการกระจายความร้อนช่วยเพิ่มขีด จำกัด กระแสไฟฟ้าจากนั้นการปรากฏตัวของเครื่องบินช่วยในการระบายความร้อนและดังนั้นจึงสามารถจัดการกับกระแสที่สูงกว่าโดยไม่ต้อง

CircuitCalculator.com : เครื่องคำนวณความกว้างการติดตาม PCB

ฉันคาดหวังว่าค่าต่าง ๆ จะคล้ายกันระหว่างสองอย่างนี้ แต่พวกเขาไม่ใช่

ถ้าฉันต้องป้อนค่าเดียวกับที่ฉันป้อนสำหรับชุดเครื่องมือ PCB (ยกเว้นสถานะปัจจุบันของเครื่องบินและทองแดงพื้นฐานและทองแดงชุบฉันได้รับดังต่อไปนี้

**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

ดังนั้นคำถามของฉันคือซึ่งถูกต้องเพราะฉันพยายามรักษาระดับ 50 โอห์มถ้าเป็นไปได้? ฉันเชื่อว่า PCB Toolkit นั้นแม่นยำกว่าเนื่องจากเครื่องคิดเลขออนไลน์ใช้ IPC-2221A และเว็บไซต์ดูเหมือนจะไม่ได้รับการอัปเดตตั้งแต่เดือนมีนาคม 2008 (รายการบล็อกล่าสุด)

ในท้ายที่สุดสิ่งที่ฉันกำลังมองหาคือรอยภายนอกขนาดเล็กที่สุด / ที่สามารถจัดการ 2A โดยไม่ต้องหนาทองแดงมากเกินไป การติดตามที่น้อยลงทำให้ได้เส้น 50 โอห์มง่ายขึ้นโดยไม่ต้องเพิ่มความหนาของบอร์ด

ฉันจะพยายามตอบคำถามนี้จากการวิจัยของฉันเองในเรื่องนี้

เครื่องคิดเลขออนไลน์จำนวนมากสำหรับความกว้างของการติดตามเทียบกับกระแสมาจากเอกสารที่เผยแพร่เมื่อหลายปีก่อน บางแหล่งกล่าวว่าเป็นช่วงปี 1950 แต่ฉันไม่สามารถหาวันแรกที่เผยแพร่ (ในความเป็นธรรมฉันไม่ได้ดูหนักขนาดนั้นเลย) IPC-2221 เป็นมาตรฐานทั่วไปในการออกแบบบอร์ดพิมพ์

ฉันพบสำเนาของ IPC-2221 ที่นี่[ลิงค์]

มีเอกสารรุ่นใหม่ที่ทันสมัยกว่านี้ (ฉันไม่มีวันที่) และ IPC-2152 ซึ่งมีการอัปเดตข้อมูลเก่าบางส่วนในอดีตตั้งแต่นั้นมา หากเอกสารต้นฉบับได้รับการตีพิมพ์ในปี 1950 การออกแบบ PCB นั้นมีความยาวเช่นการใช้เครื่องบินและบอร์ดหลายชั้น

ซอฟต์แวร์ PCB Toolkit ใช้ (โดยค่าเริ่มต้น) IPC-2152 กับสิ่งที่เรียกว่าตัวดัดแปลง ฉันจะได้รับมากขึ้นในเร็ว ๆ นี้ เว็บไซต์อื่น ( http://www.smps.us/ ) ยังมีเครื่องคิดเลขสำหรับความกว้างของการสืบค้นกลับเทียบกับกระแสและใช้ IPC-2152 เป็นลิงค์พื้นฐานและเนื้อหามีคำอธิบายเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างเก่าและใหม่

จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้แหล่งที่มาหลักสำหรับการคำนวณความกว้างของร่องรอยแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเป็นแผนการที่ได้มาจากการทดลองที่ดำเนินการมานานกว่าครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา

มันพูดต่อไป ..

มาตรฐาน IPC-2152 ใหม่ซึ่งมีพื้นฐานมาจากการศึกษาล่าสุดนั้นมีส่วนเกี่ยวข้องมากกว่า มันให้ตัวเลขที่แตกต่างกันมากกว่า 100 รูปและช่วยให้คุณคำนึงถึงปัจจัยเพิ่มเติมมากมายเช่นความหนาของ PCB และตัวนำระยะห่างจากระนาบทองแดงเป็นต้น

ส่วนที่เหลือของหน้าประกอบด้วยเครื่องคิดเลขและสมการบางอย่างและอย่างไรและทำไมผู้เขียนทำบางสิ่ง แต่สิ่งหนึ่งที่เขาพูดคือ

หากคุณมี PCB หลายชั้นที่มีระนาบทองแดงใกล้ตัวนำของคุณ actualT ที่แท้จริงจะลดลงอย่างมาก อย่างไรก็ตามสำหรับบอร์ดน้อยกว่า 70 ล้านหนาโดยไม่มีเครื่องบินอุณหภูมิอาจสูงขึ้น ดังนั้น IPC ที่อ้างถึงรูปที่ 5-2 ซึ่งเป็นแบบอนุรักษ์นิยมอาจทำให้เข้าใจผิด อย่างไรก็ตามเพื่อสะท้อนให้เห็นถึงเงื่อนไขของการใช้งานที่เฉพาะเจาะจงหนึ่งสามารถแนะนำปัจจัยการแก้ไข (แก้ไข) เป็นอัตราส่วนระหว่าง actualT จริงและทั่วไปประมาณ

ฉันคิดว่านี่คือตัวดัดแปลงที่เราเห็นด้วย PCB Toolkit เมื่อฉันเสียบค่าเดียวกันสำหรับทั้ง PCB Toolkit และเครื่องคิดเลขออนไลน์ฉันได้ผลลัพธ์เหมือนกัน **

** ความกว้างของการติดตามภายในตรงกับความกว้างที่แก้ไขของเครื่องคิดเลขออนไลน์

เอกสารนั้นยังสันนิษฐานว่าตัวนำภายในสามารถนำกระแสไฟฟ้าเพียงครึ่งเดียวของตัวนำภายนอกได้ ในความเป็นจริงดังที่ได้กล่าวไว้ในมาตรฐานใหม่เลเยอร์ชั้นในอาจจะทำงานเย็นกว่าเดิมเพราะไดอิเล็กตริกมีการนำความร้อนได้ดีกว่าอากาศถึง 10 เท่า

ฉันคิดว่านี่น่าสนใจและเป็นไปตามWikipedia

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]

และกล่องเครื่องมือวิศวกรรมที่ประมาณ 20C การนำความร้อนของอากาศคือ 0.0257 W / m · K

ดังนั้นถ้าคุณมีระนาบอิเล็กทริกจะกระจายความร้อนออกไปดังนั้นร่องรอยของคุณสามารถจัดการกับกระแสได้มากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้

TL; DR IPC-2152 เป็นมาตรฐานใหม่สำหรับความกว้างของการติดตามเทียบกับกระแสและรวมถึงการกระจายความร้อนด้วยระนาบเพื่อให้การติดตามสามารถจัดการกับกระแสได้มากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้

PCB Toolkit (โปรแกรม) และhttp://www.smps.us/pcb-calculator.htmlใช้มาตรฐานใหม่นี้ ดังนั้นหากคุณต้องการบีบอัดร่องรอยมากขึ้นด้วยพิกัดกระแสที่สูงขึ้นหรือหากคุณพยายามที่จะเข้าถึงอิมพีแดนซ์เป้าหมายและสามารถรับมือกับโหลดที่มากขึ้น IPC-2152 จะสามารถช่วยได้ อย่างไรก็ตามถ้าคุณสามารถไปได้มากขึ้นไปให้ใหญ่ขึ้นเพราะมันจะเป็นการอนุรักษ์ที่ดีกว่า แต่ถ้าคุณต้องบีบให้มากขึ้นและได้รับการพิจารณาว่า "ปลอดภัย" ฉันก็คิดว่านี่เป็นวิธีที่ดี

ฉันเคยใช้เครื่องคิดเลขแทร็ก PCB มาก่อน แต่ไม่พอใจกับผลลัพธ์ เหตุผลสำคัญที่เป็นความจริงที่ว่าการวิจัยทำค่อนข้างเก่าและสองเครื่องคิดเลขเหล่านี้เป็นนามธรรมจากเงื่อนไขการวิจัยเช่น - ปัจจัยความปลอดภัยที่พิจารณาในขณะทำการวิจัยคืออะไรสภาพการดำเนินการอะไรคือคุณภาพ PCB เป็นต้นนอกจากนี้เมื่อคุณได้รับ PCB ประดิษฐ์เต็มรูปแบบข้อมูลจำเพาะจะแตกต่างจากมูลค่าทางทฤษฎีโดยสิ้นเชิง สำหรับความหนาของตัวนำที่แน่นอนจะขึ้นอยู่กับกระบวนการทั้งหมดที่ดำเนินการโดย บริษัท ผลิต ดังนั้นมันจึงเป็นเรื่องยาก / ไม่มีประสิทธิภาพในการใช้ผลลัพธ์ทางทฤษฎีในสถานการณ์ชีวิตจริง

กลับไปสู่พื้นฐานความสามารถในการจัดการแอมแปร์นั้นเกี่ยวข้องกับฟิสิกส์พื้นฐาน ร่องรอยใด ๆ จะมีความต้านทานแน่นอน เมื่อคุณส่งกระแสภายใต้การลดลงที่อาจเกิดขึ้นจะมีการกระจายพลังงาน P = V * I ในแทร็ก หากถึงจุดหลอมเหลวของรอยทาง PCB ของคุณจะเสียหาย แค่นั้นแหละ.

ฉันขอแนะนำวิธีการปฏิบัติมากกว่าไปสู่ทฤษฎี ความคิดคือการได้รับ PCB ประดิษฐ์ด้วยร่องรอยที่ทำจากความหนาที่แตกต่างกันวางขนานกับแต่ละอื่น ๆ รับบอร์ดนี้ด้วยความหนาทองแดงที่แตกต่างกัน (35 ไมครอน, 70 ไมครอนและอื่น ๆ ) ใช้สิ่งนี้เป็นบอร์ดอ้างอิงสำหรับบ้านประดิษฐ์นั้น (เพื่ออยู่ด้านหวาดระแวง) เมื่อใดก็ตามที่คุณต้องการค้นหาความจุปัจจุบันของความกว้างการติดตามเพียงแค่ใช้สัญญาณกับการติดตามที่คุณคิดว่าจะไม่ละลายในปัจจุบันนี้ ปล่อยให้มันอยู่ที่นั่นซักพักหนึ่งจนกว่าอุณหภูมิจะคงที่ ลองสัมผัสอุณหภูมิด้วยมือ (หรือวัดด้วยเครื่องวัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัสหรืออะไรก็ตามที่คุณสามารถใช้ได้)

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณทำการทดสอบสำหรับสภาพที่เลวร้ายที่สุด pcb ของคุณสามารถเข้า หลังจากได้รับอุณหภูมิคุณสามารถเลือกความกว้างของร่องรอยได้อย่างง่ายดาย