Обчислення ширини та зазору

Яка математика за слідами та розрахунками зазору? Я проектую друковану плату, яка буде нести 12 В і 6А, якою має бути ширина сліду та просвіт слідів?

Аналогічно, яким має бути 12V 3A та 5V 3A. Чи є загальне правило, за допомогою якого ми можемо визначити ширину та зазор?

Це фактично два окремих питання. Саме напруги в ланцюзі визначають вимоги до зазору, тоді як поточні рівні визначають вимоги до ширини (та товщини).

Ширина сліду

Для вирішення останніх спочатку саме ширина і товщина мідного сліду на друкованій платі визначають площу її поперечного перерізу так само, як це робить діаметр для звичайного дроту. Площа поперечного перерізу визначає його опір на одиницю довжини, і тоді ви вирішите дві речі:

• Скільки падіння напруги (ΔV = I × R) ви можете переносити від одного кінця сліду до іншого?

• Скільки нагрівання сліду (Потужність = I ² R) ви можете терпіти?

Одне або інше з них буде обмежувальним фактором для кожного сліду.

Наприклад, у вас може бути "1 унція". мідь на друкованій платі. Це скорочене позначення "1 унція міді на квадратний фут", що означає товщину 1,38 мілі, або 0,035 мм. Значить, слід шириною 10 мкм (0,254 мм) має площу поперечного перерізу 13,8 млн ^2, що приблизно еквівалентно проводу AWG38. Він буде мати опір близько 0,75 Ом / фут. а потужність струму становить близько 10s мА.

Для обробки вищих струмів ви можете вибрати "2 унції". мідь (товщина 0,070 мм) і використовуйте сліди, які, скажімо, шириною 100 міл (2,54 мм). Це дає площу поперечного перерізу 276 млн ^2, що приблизно еквівалентно проводу AWG24.

Зауважте, що оскільки сліди на друкованій платі дуже плоскі і широкі, вони насправді набагато краще позбавляються від тепла до навколишнього середовища, ніж еквівалентний циркулярний провід. Що стосується втрат на I ² R, ви можете подати набагато більше струму через слід PCB - але вам все одно потрібно звернути увагу на підвищення температури та пов'язане з цим теплове управління.

Кліренс

Необхідний інтервал між провідниками визначається різницею напруги між ними та кількістю струму витоку, який ви можете допустити. Струм витоку пов'язаний насамперед із поверхневим забрудненням ПХБ (наприклад, залишковим потоком, а також накопиченим пилом, вологою тощо).

Одне керівництво походить від служб тестування безпеки, таких як UL, що вимагає відстані повзання 5 мм на кіловольт для ланцюгів, які повинні бути "ізольовані" один від одного (група матеріалів I, ступінь забруднення 2 від UL840 ).

Очевидно, що ця інструкція дає дуже малі значення для низьких напруг (0,05 мм або 0,002 дюйма при 10 В), тому обмежуючим фактором фактично стають ширини лінії / простір, на які здатний ваш будинок PCB.

Окрім відмінної відповіді Дейва, ви можете поглянути на стандарт IPC-2152, який визначає "Стандарт для визначення ємності, що здійснює струм у дизайні друкованої дошки".

Єдиний галузевий стандарт для визначення відповідних розмірів внутрішніх і зовнішніх провідників на друкованих дошках у залежності від необхідної пропускної здатності струму та прийнятного підвищення температури провідника. Цей документ містить вказівки щодо того, як теплопровідність, віас, мідні площини, розсіювання потужності та друкований матеріал дошки та товщина - все це залежно від струму, розміру провідника та температури. 97 сторінок. Вийшов у серпні 2009 року.

Тут можна придбати .

Але є такі зручні калькулятори, як набір інструментальних плат Saturn PCB