Zum Inhalt springen

Leiterbahnbreite für Stromstärke

Hvor bred skal printbanen mindst være, for at strømmen ikke overopheder banen?

Antwort: IPC-2221 giver en empirisk formel for, hvor bred en printbane skal være for at bære en given strøm uden at temperaturen stiger for meget. Yderlag (frit eksponeret mod luft) tåler næsten dobbelt så meget strøm som indre lag ved samme bredde.

Formel

A = ( I / (k · ΔT^0,44) )^(1/0,725), hvor k = 0,048 for yderlag og 0,024 for indre lag (areal i mil²)

Sporbredden findes ved at dividere det nødvendige tværsnitsareal med kobbertykkelsen (1 oz ≈ 1,378 mil). Formlen stammer fra IPC-2221's empiriske temperaturstigningskurver for printbaner.

Symbole und Einheiten in der Formel
SymbolBedeutungEinheit
iStrøm i banenA
dtAcceptabel temperaturstigning°C
lagLagtype—
tykkelse_ozKobbertykkelse (1 oz = 35 µm)oz
=Nødvendig sporbreddemm
=Nødvendig sporbredde i milmil
=Nødvendigt tværsnitsarealmil²

Gültigkeit und Quelle

Quelle
IPC-2221 (PCB-designstandard)

Gilt nicht, wenn

  • Gælder printbaner i fri luft iht. IPC-2221's standardkurver. Tætpakkede print, nærliggende varmekilder eller anden nedkøling kan kræve bredere baner end beregnet her.

Rechenbeispiel

Die eigenen Standardwerte des Rechners sind eingesetzt. Die Zahlen sind mit genau der Formel berechnet, die das Werkzeug verwendet.

Sat ind

  • Strøm i banen1 A
  • Acceptabel temperaturstigning10 °C
  • Lagtype1
  • Kobbertykkelse (1 oz = 35 µm)1 oz

Geber

  • Nødvendig sporbredde0,300 mm
  • Nødvendig sporbredde i mil11,8 mil
  • Nødvendigt tværsnitsareal16,3 mil²

Der Rechner selbst ist gesperrt

Lege einen kostenlosen Zugang an, um alle Artikel, Rechner, Vorlagen und das Sortiment freizuschalten — und Zugriff auf Quizze und Klassen zu erhalten. Es dauert unter einer Minute: Name, E-Mail und ein Passwort. Keine Zahlungskarte.

Willst du zuerst etwas ausprobieren? Sieh, was du ohne Konto nutzen kannst — der Junior-Bereich, das Lexikon, die Videos und mehr.

Sådan bruger du den

Når du tegner et print, skal forsyningsbaner og motorbaner være brede nok til strømmen, ellers bliver de varme, og i værste fald brænder de over. Beregneren bruger IPC-2221's formel og giver den bredde, du skal skrive ind som baneregel i dit CAD-program.

Schritt für Schritt

  1. Find den største strøm, der løber i banen i drift.
  2. Vælg hvor meget banen må blive varmere end omgivelserne. 10 °C er et almindeligt valg.
  3. Vælg om banen ligger på yderlaget eller inde i printet. Indre lag tåler omkring halvdelen.
  4. Indtast kobbertykkelsen. 1 oz = 35 µm er standard.
  5. Rund op til en bredde, printproducenten kan lave, og læg lidt ekstra til ved varme omgivelser.

Typische Fehler

  • At bruge yderlagets tal til en bane i et indre lag. Den indre bane skal være ca. dobbelt så bred.
  • At regne med gennemsnitsstrømmen, når en motor har en høj startstrøm.
  • At glemme vias. En smal via kan blive flaskehalsen, selv om banen er bred nok.
  • At tro at bredden er tilstrækkelig i et lukket kabinet. Formlen gælder fri luft.

Beispiele aus dem Alltag

1 A forsyning på et sensorprint

Et printkort til en dataopsamler får 1 A ind på forsyningsbanen. Banen ligger på yderlaget i 1 oz kobber, og du accepterer 10 °C temperaturstigning.

Strøm i banen
1 A
Acceptabel temperaturstigning
10 °C
Lagtype
Yderlag (eksponeret mod luft)
Kobbertykkelse (1 oz = 35 µm)
1 oz

Es bedeutet: Banen skal være mindst 0,3 mm bred, svarende til 11,8 mil. Vælg en baneregel lidt over, så der er luft.

Motorbane på en styring

En motorstyring sender 3 A gennem en bane på yderlaget. Printet bestilles med 2 oz kobber, og du accepterer 20 °C stigning.

Strøm i banen
3 A
Acceptabel temperaturstigning
20 °C
Lagtype
Yderlag (eksponeret mod luft)
Kobbertykkelse (1 oz = 35 µm)
2 oz

Es bedeutet: Banen skal være mindst 0,449 mm. Det tykke kobber gør, at du kan holde banen smal nok til at komme mellem komponenterne.

Forsyning i et indre lag

På et 4-lags print trækker du 0,5 A forsyning gennem et indre lag i 1 oz kobber og accepterer 10 °C.

Strøm i banen
0,5 A
Acceptabel temperaturstigning
10 °C
Lagtype
Indre lag (mellem printlag)
Kobbertykkelse (1 oz = 35 µm)
1 oz

Es bedeutet: Banen skal være mindst 0,3 mm. Den indre bane skal være bredere end en yderbane til samme strøm, fordi varmen ikke kan komme ud i luften.

Faustregel

På yderlaget i 1 oz kobber er ca. 0,3 mm nok til 1 A ved 10 °C. Dobbelt kobbertykkelse halverer bredden.

So überprüfst du die Antwort

Bredden skal vokse, når strømmen stiger, og falde, når du tillader større temperaturstigning. Mål banens temperatur med et termokamera ved fuld last på prototypen.