Cómo conectar grandes que las trazas de las almohadillas de los PCB?

Question

Estoy diseño de un PCB, y Un 10-15 Una corriente que fluye en una traza. Creo que una de 300 has de seguir debe ser utilizado para 1 oz Cu-de espesor. Veo que es imposible conectar dos pastillas con un 300 tú la pista, porque viola las normas de diseño y también de otras almohadillas están incluidos en la traza, lo que es indeseable.

Figura: 300 tú ancho de la traza de la conexión entre la pastilla y el 300 tú traza hay un 80 has de seguimiento (arriba) y un 60 tú trace (abajo).

La pregunta que hago es:

Puede que esta conexión transportar la corriente que un 300 tú traza puede llevar? Que las medidas se deben tomar?

Answer 1

Hay dos valores que usted necesita preocuparse acerca de: la caída de tensión, y la disipación de energía. Ambos son simples Ley de Ohm y son funciones de la traza de la resistencia.

La traza de la resistencia es un producto de su área de la sección transversal, y de su longitud.

Reducir la duración y reducir la resistencia. Reducir el ancho y aumentar la resistencia.

Así que usted puede tener un recorrido más corto, de un estrecho seguimiento y gestionar la actual.

La fórmula para calcular la resistencia de un seguimiento es:

$$R = \rho \frac{l}{A} \cdot (1 + (\alpha \cdot \Delta T))$$

• $\rho$ es la resistividad, que para el cobre es de $1.68×10^{-8} \Omega/m$.
• A es el área de la sección transversal en m2
• l es la longitud del trace en m
• $\alpha$ es el coeficiente de temperatura, que para el cobre es de 0.003862 a 20°C.
• $\Delta T$ es la diferencia de temperatura entre los 20°C

Así que para un 300 tú (7.62 mm) traza en 1oz, que es de un espesor de 0.0347 mm, una sección transversal rectangular sería

$$0.00762 \times 0.0000347 = 0.000000264m2$$

Por supuesto, con aguafuerte y otros factores no va a ser tan gruesa, ni perfectamente rectangular, por lo que reducir un poco - digamos que por el bien de la conveniencia es 0.0000002m2.

Entonces usted tiene una traza que es de 0.05 m de largo (5 cm). ¿Cuál es la resistencia de la traza de a, digamos 23°C?

$$R = 1.68×10^{-8}\frac{0.05}{0.0000002} \cdot (1 + (0.003862 \times 3))$$ $$R = 1.68×10^{-8} \times 250000 \times 1.011586$$ $$R = 0.00425\Omega$$

Así que una vez que la resistencia, y usted sabe que la actual, usted puede solicitar la simple Ley de Ohm. Decir 15A, la parte superior de su valor.

La caída de voltaje a través de la traza es $$V=IR = 15 \times 0.00425 = 0.064 V$$

La disipación de potencia se $$P=I^2R = 15 \times 15 \times 0.00425 = 0.956 W$$

Así que ahora usted puede calcular lo que la caída de tensión y la disipación de potencia sería largo de sus pequeñas huellas para ver si es tolerable.

También hay varios trucos que se pueden emplear para el manejo de grandes corrientes. Uno de los más comunes (y de la vieja escuela) es dejar las huellas desenmascarado, luego de la inundación con extra de soldadura. Esto aumenta enormemente el área de la sección transversal por lo tanto la reducción de la resistencia. También puede utilizar electro-chapado para lograr un resultado similar, aunque esto es mucho más difícil de hacer, sobre todo en sólo un área pequeña de la junta.

El uso de cables en lugar de (o además de) los rastros también se puede hacer.

Por otro lado, también se debe considerar si las conexiones, y los pines utilizados en los conectores, son adecuados para el transporte de hasta 15A.

Answer 2

Al final todo es cuestión de disipación de energía resultante en calor. Pistas más amplias, obviamente, reducir la resistencia, mejorar la disipación de calor y por lo tanto son óptimas. Darse cuenta de que mientras que la traza de la resistencia es una función de la anchura y la longitud, la disipación de calor también. Una traza dos veces como mucho puede tener el doble de la traza de la resistencia, pero también se puede disipar aproximadamente el doble de calor. Por lo tanto, tienen principalmente a la atención acerca de lo mucho que el aumento de la temperatura puede tolerar.

-> Dos veces la longitud del trace significa más calor en general, pero no más calor por la traza de la unidad de longitud.

Para calcular la cantidad de aumento de la temperatura puede permitirse el lujo de mantener la longitud de la delgada huellas tan corto como sea posible. No hay ningún mínimo absoluto de por sí.

Answer 3

Sólo con la fuerza de una cadena es sólo fuerte como su eslabón más débil, la actual capacidad de transporte de una traza es sólo tan bueno como su sección más delgada. Para el ejemplo que ofrece, es la de 60 has de sección. Aunque el "extra" de cobre proporcionados por la sección más gruesa que ayuda con la eliminación de calor, no hace nada por la capacidad de conducción de corriente de la traza. Así, el número que usted debe utilizar para los cálculos, debe ser de 60 no 300 tú. Si el 300 tú traza es bueno para la 15A, entonces la traza de ejemplo sería bueno sólo para la 15A x (60/300) = 3A.