Dimensionnement d'une trace sur un PCB pour transporter 2,5 ampères

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J'ai besoin d'une trace sur mon PCB pour transporter jusqu'à 2,5 ampères (moyen) de courant, avec des pointes de 5-6 ampères (cela va à une alimentation à découpage). Quelle doit être la largeur des traces? J'ai un compromis entre la fiabilité et la taille, car le produit est limité en espace. Des conseils seraient appréciés.

pcb current Thomas O
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1
Épaisseur / poids du cuivre?
tyblu

Réponses:

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Après avoir fait un rapide google de "PCB Current Calculator", j'ai trouvé un PCB Current Calculator basé sur IPC-2152. Il base la largeur de la piste sur la quantité d'élévation de température que la trace est autorisée à avoir. C'est agréable en ce sens qu'il montre la quantité d'énergie que vous gaspillez à travers votre trace. Je concevrais pour votre pire courant RMS, car ce sera un signal périodique.

Si vous utilisez du cuivre 2 oz / ft 2 au lieu du cuivre standard 1 oz / ft 2 , vous n'aurez pas besoin d'une trace aussi large pour obtenir la même résistance. Par exemple, en permettant une augmentation de 10 o C , vous pouvez vous en sortir avec ces chiffres à 3 A sans plan de cuivre à proximité:

  • 177 millièmes de pouce (4,50 mm) sur 1 / 2 oz / ft 2 de cuivre
  • 89 mil (2,26 mm) sur 1 oz / ft 2 (35µm) cuivre
  • 47 mil (1,19 mm) sur cuivre 2 oz / ft 2 (70µm)

Remarque: IPC-2221 (la norme utilisée dans la réponse d'origine) utilise d'anciennes valeurs mesurées pour ses graphiques de conception, et ces graphiques sont implémentés dans de nombreuses calculatrices. Autant que je sache, ces données remontent à 50 ans, ce qui fait de l'IPC-ML-910 (1968) une source possible. Comme l'a souligné @AlcubierreDrive, une nouvelle norme, IPC-2152, contient de nouvelles données mesurées et est probablement plus précise. Plus important encore, une comparaison des valeurs IPC-2221 donne le résultat suivant pour les largeurs de trace: IPC-2221 (interne)> IPC-2152> IPC-2221 (externe). Les nombres réels pour l'exemple ci-dessus (1 oz de cuivre) sont

IPC-2152:             89 mil 
IPC-2221 (internal): 143 mil (+60%)
IPC-2221 (external):  55 mil (-38%)

Notez également que les chiffres originaux dans cette réponse étaient basés sur les calculs internes IPC-2221 , qui fourniront une estimation prudente pour toutes les valeurs.

W5VO
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Cette calculatrice est incorrecte! Il est basé sur IPC-2221, qui est incorrect et a été remplacé par IPC-2152. L'utilisation de l'IPC-2221 entraînera un sous-dimensionnement des traces de votre couche externe par un facteur de 2 !! Pour un historique, google IPC-2152, ou consultez la section intitulée "The Historical Chart" dans ce document: frontdoor.biz/PCBportal/HowTo2152.pdf
AlcubierreDrive
@AlcubierreDrive Fait intéressant, cela a été écrit au moment de la sortie de l'IPC-2152. Je mettrai à jour ma réponse en conséquence. Savez-vous si le plus récent IPC-2221B (2013) résout ce problème?
W5VO
NinjaCalc comprend une calculatrice de courant de piste basée sur la norme IPC-2152. Avertissement: je suis l'auteur.
gbmhunter
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La pratique courante pour les appareils à courant élevé est de souder un fil de cuivre épais au-dessus de votre trace de 2-3 mm. Le fil de 1 mm ^ 2 peut facilement gérer 10 A.

BarsMonster
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3
Je suis venu ici pour dire que
Linker3000
1
Mauvais bouton) Pourriez-vous modifier quelque chose dans votre réponse? :-)
BarsMonster
1
Édition NOP terminée!
Tyblu
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Je me souviens avoir vu ce nomogramme dans une autre réponse :

entrez la description de l'image ici

Sélectionnez 2,5 A sur l'axe vertical du graphique supérieur. Passez à la ligne indiquant l'augmentation de température autorisée. Descendez jusqu'à l'épaisseur de cuivre du PCB dans le graphique du bas. Cette intersection vous donne la largeur requise sur l'axe vertical.

Stevenvh
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Vous voulez probablement dire cette réponse: electronics.stackexchange.com/a/5405/4950
PetPaulsen
@PetPaulsen - c'est celui-là. Merci, je mettrai à jour ma réponse.
stevenvh
2

Une autre option consisterait à utiliser un PCB Busbar soudé dans le PCB - ils ajouteraient également une belle rigidité à votre PCB s'il en avait besoin.

BullBoyShoes
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Un PCB FR4 de 1,6 mm est beaucoup plus rigide qu'un jeu de barres!
stevenvh
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@stevenvh - Quoi? Non, ils ne sont pas. De plus, une barre omnibus est généralement perpendiculaire à un PCB, elle est donc beaucoup plus rigide. En fait, ils sont vendus spécifiquement comme raidisseurs de PCB .
Connor Wolf
@Fake - Oui, je les ai vus vendus comme des raidisseurs, mais je ne suis pas sûr que ce soit une bonne idée: vous voulez que le moins de force possible soit exercée sur les connexions de soudage.
stevenvh
@Fake - vient de poser cette question à ce sujet.
stevenvh