Подібні питання та теми задавались перед такими, як

• Стандартні ширини слідів на друкованій платі?
• Формула для падіння напруги проти ширини сліду, температури, струму та довжини сліду на друкованій платі

Раніше я використовував інструментарій PCB Toolkit, і у мене не було практичних проблем, але раніше у мене не було більше 1А, пробігаючи сліди сигналу. Що я помічаю - це різниця між деякими калькуляторами. Я хотів би знати, якому набору інструментів довіряти.

Я розумію, що є багато фотографій з інформацією по всіх фотографіях, ви можете перейти до нижньої частини цього питання, щоб підсумувати показ зображень, якщо це простіше.

PCB Toolkit

При включенні модифікаторів IPC-2152

Загальне вікно виглядає приблизно так

Я розігрувався з шириною провідника, поки не зміг ~ 2А. Мої параметри введення такі

Я вважаю, що мій будинок починається з 0,5 унції, а потім тарілки.

Ось результати для зовнішнього шару

Внутрішній шар (я оновив ширину провідника до 22 миль)

Якби я змінив параметр з площини, присутньої на площину, я отримав інший набір значень.

Зберігаючи однакові параметри зовнішнього шару та змінюючи лише площину: ні

З IPC-2152 без включених модифікаторів

З питання, яке я раніше задавав: Чи примусовий повітря на друкованій платі покращить поточну ємність сліду? , що, схоже, вказує на те, що відведення тепла покращує межі струму, то присутність площини допомагає при охолодженні і, отже, може справлятись із більшими струмами, ніж без.

CircuitCalculator.com : Калькулятор ширини слідів друкованої плати

Я б очікував, що значення між ними були однаковими, але насправді вони не є.

Якби я вводив ті самі значення, які я вводив для інструментарію друкованих плат (за винятком статусу площини і базової міді та обшивки міді. Я отримую наступне

**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

Отже, моє запитання таке, що правильно, тому що я також намагаюся підтримувати лінію 50 Ом, якщо це можливо? Я схиляюся до того, що PCB Toolkit є більш точним, оскільки онлайн-калькулятор використовує IPC-2221A, а веб-сайт, здається, не оновлювався з березня 2008 року (остання запис у блозі).

Зрештою, те, що я шукаю - це найменший зовнішній / слідовий, який може обробляти 2A, не будучи зайвою товщиною міді. Менші сліди полегшують отримання лінії 50 Ом без збільшення товщини моєї дошки.

Я спробую відповісти на це питання з власного дослідження цього.

Багато хто з онлайн-калькуляторів для ширини слідів проти потоку походить з документа, опублікованого, очевидно, років тому. Деякі джерела стверджують, що це було в 1950-х роках, але я не зміг знайти першу дату його опублікування. (Чесно кажучи, я теж не виглядав так важко). IPC-2221 - це загальний стандарт дизайну друкованої дошки.

Я знайшов копію IPC-2221 тут [посилання]

Існує більш сучасна версія цього документа (у мене немає дати), і його IPC-2152, який з тих пір оновлював деякі старіші відомості минулого. Якщо оригінальний документ був опублікований у 1950-х роках, то дизайн ПХБ має певний довгий шлях, наприклад використання літаків та багатошарових дощок.

Програмне забезпечення PCB Toolkit використовує (за замовчуванням) IPC-2152 з тими, що називаються модифікаторами. Я незабаром розберуся більше. Інший веб-сайт ( http://www.smps.us/ ) також пропонує калькулятор ширини сліду проти поточного і використовує IPC-2152 в якості базової лінії зв'язку, а тіло включає деяке пояснення у відмінності старого та нового.

Донедавна основним джерелом для розрахунку ширини сліду друкованої плати (ПХБ) для підвищення температури були ділянки, отримані в результаті експериментів, проведених понад півстоліття тому.

Це продовжує говорити ..

Значно більше задіяний новий стандарт IPC-2152, який базується на останніх дослідженнях. Він надає більше 100 різних фігур і дозволяє врахувати безліч додаткових факторів, таких як товщина друкованої плати та провідників, відстань до мідної площини тощо.

На решті сторінки міститься калькулятор і деякі рівняння, а також як і чому автор робив певні речі, але одне, що він каже, це

Якщо ви маєте багатошарову друковану плату з мідною площиною біля вашого провідника, фактичний ∆T буде значно нижчим. Однак для дощок товщиною менше 70 миль без площини температура може бути вище. Тому МПК, посилаючись на фіг.5-2 як консервативну, може вводити в оману. У будь-якому випадку, щоб відобразити умови конкретної програми, можна ввести поправочний (модифікуючий) коефіцієнт як співвідношення між оцінним фактичним та загальним ∆T.

Я думаю, що це модифікатори, які ми бачимо з PCB Toolkit. Коли я підключаю однакові значення як для інструментарію PCB, так і для цього онлайн-калькулятора, я отримую однаковий результат **

** Внутрішня ширина сліду відповідає перегляненій ширині онлайн-калькулятора.

Цей документ також довільно припускав, що внутрішні провідники можуть переносити лише половину струму зовнішніх. Насправді, як згадується в новому стандарті, внутрішні шари можуть фактично працювати холодніше, оскільки діелектрик має в 10 разів кращу теплопровідність, ніж повітря.

Я вважав, що це цікаво і згідно Вікіпедії

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]

та Інженерна панель інструментів при температурі близько 20 ° C, теплопровідність повітря становить 0,0257 Вт / м · К

Отже, якщо у вас є площина, діелектрик поширюється, що нагрівається, тож ваш слід може насправді справлятись з більшим струмом, ніж вважалося раніше.

TL; DR IPC-2152 є новим стандартом для ширини сліду та струму і включає відведення тепла площиною, щоб сліди могли обробляти більше струму, ніж вважалося раніше.

PCB Toolkit (програма) та http://www.smps.us/pcb-calculator.html використовують цей новий стандарт. Отже, якщо вам потрібно видавити більше слідів з більш високим значенням струму або якщо ви намагаєтеся вдарити по цільовому опору і зможете впоратися з більшим навантаженням, IPC-2152 зможе допомогти. Однак, якщо ти можеш збільшити більше, піти більше, тому що краще бути консервативним, але якщо потрібно більше стискатися і вважатись "безпечним", то я думаю, що це шлях.

Раніше я використовував калькулятори доріжок на друкованій платі, але результатами я не був задоволений. Основною причиною є той факт, що проведене дослідження було досить старим і по-друге, ці калькулятори абстрагують вас від умов дослідження, таких як - який фактор безпеки враховувався під час дослідження, яка умова експлуатації, яка якість PCB Крім цього, щойно ви отримаєте повністю виготовлену друковану плату, її технічні характеристики будуть абсолютно відрізнятися від теоретичного значення. Адже точна товщина провідника буде залежати від усього процесу, який здійснює виробник. Як такий стає важко / неефективно використовувати теоретичний результат у реальному сценарії життя.

Повертаючись до основ, потужність керування амперами пов'язана з базовою фізикою. Будь-який слід буде мати кінцевий опір. Коли ви проходите струм під потенційним падінням, в колії буде розсіювання потужності P = V * I. Якщо буде досягнута температура плавлення доріжки, ваша PCB пошкоджується. Це воно.

Я б запропонував практичний підхід, а не теоретичний. Ідея полягає в тому, щоб виготовити друковану плату зі слідами різної товщини, розміщеними паралельно один одному. Також отримайте цю плату різної товщини міді (35 мкм, 70 мкм тощо). Використовуйте це як опорну дошку для цього конкретного будинку виготовлення (просто щоб бути на параноїдальній стороні). Щоразу, коли ви хочете знайти поточну ємність ширини сліду, просто застосуйте сигнал до сліду, який, на вашу думку, не буде танути при цьому струмі. Нехай він тримається там деякий час, поки слід не досягне стабільної температури. Спробуйте відчути температуру рукою (або виміряйте її за допомогою безконтактного термометра або будь-якого іншого, що ви можете використовувати).

Переконайтеся, що ви робите тестування на найгірший стан, в який може потрапити ваш ПК. Отримавши температуру, ви можете легко визначитися з шириною сліду.