Estoy diseñando una PCB, y la corriente de 10 A-15 A está fluyendo en un rastro. Creo que una pista de 300 mil debería usarse para 1 oz de espesor de Cu. Veo que es imposible conectar dos pads con una pista de 300 mil , porque viola las reglas de diseño y también se incluyen otros pads en la traza, lo que no es deseado.
Figura: Conexión de traza de 300 mil de ancho, entre la almohadilla y la traza de 300 mil hay una traza de 80 mil (arriba) y una de 60 mil (abajo).
Lo que pregunto es:
¿Puede esta conexión transportar la corriente que puede transportar un rastro de 300 mil? ¿Qué medidas hay que tomar?
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Respuestas:
Hay dos valores de los que debe preocuparse: caída de voltaje y disipación de energía. Ambas son simples leyes de Ohm y son funciones de la resistencia de rastreo.
La resistencia de la traza es un producto de su área de sección transversal y su longitud.
Reduzca la longitud y reduzca la resistencia. Reduzca el ancho y aumente la resistencia.
Por lo tanto, puede tener una ejecución más corta de una traza más estrecha y aún manejar la corriente.
La fórmula para calcular la resistencia de una traza es:
Por lo tanto, para una traza de 300 mil (7,62 mm) a 1 oz, que tiene un grosor de 0,0347 mm, una sección transversal rectangular sería
Por supuesto, con el grabado y otros factores no será tan grueso, ni perfectamente rectangular, así que reduzca eso un poco, digamos por conveniencia, es 0.0000002m².
Entonces tienes una traza de 0.05m de largo (5cm). ¿Cuál es la resistencia de ese rastro a, por ejemplo, 23 ° C?
Entonces, una vez que tenga la resistencia y conozca la corriente, puede aplicarle la Ley de Ohm simple. Digamos 15A, tu valor superior.
El voltaje caído a través de ese rastro es
La disipación de potencia será
Entonces, ahora puede calcular cuál sería la caída de voltaje y la disipación de potencia sobre sus pequeños rastros para ver si es tolerable.
También hay varios trucos que puede emplear para manejar corrientes más grandes. Uno de los más comunes (y de la vieja escuela) es dejar las huellas sin enmascarar y luego inundarlas con soldadura extra. Esto aumenta masivamente el área de la sección transversal, reduciendo así la resistencia. También puede usar electrochapado para lograr un resultado similar, aunque esto es considerablemente más difícil de hacer, especialmente en un área pequeña del tablero.
También se puede usar cables en lugar de (o tan bien) trazas.
Como comentario adicional, también debe considerar si las conexiones y los pines utilizados en sus conectores son adecuados para transportar hasta 15A.
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Al final todo se trata de la disipación de energía que resulta en calor. Las huellas más anchas obviamente reducen la resistencia, mejoran la disipación de calor y, por lo tanto, son óptimas. Tenga en cuenta que si bien la resistencia de rastreo es una función del ancho y la longitud, la disipación de calor también lo es. Una traza dos veces más larga puede tener el doble de resistencia a la traza, pero también puede disipar aproximadamente el doble de calor. Por lo tanto, debe preocuparse sobre cuánto aumento de temperatura puede tolerar.
-> El doble de la longitud de la traza significa más calor en general, pero no más calor por unidad de longitud de la traza.
Por lo tanto, calcule cuánto aumento de temperatura puede permitirse y simplemente mantenga la longitud de las trazas finas lo más corta posible. No hay un mínimo absoluto per se.
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Así como la fuerza de una cadena es tan fuerte como su eslabón más débil, la capacidad de transporte actual de una traza es tan buena como su sección más delgada . Para la muestra que proporcione, es la sección de 60 mil . Aunque el cobre "extra" proporcionado por la sección más gruesa ayuda a eliminar el calor, no hace nada por la capacidad de carga actual de la traza. Por lo tanto, el número que debe usar para los cálculos debe ser 60, no 300 mil. Si la traza de 300 mil es buena para 15A, entonces la traza de la muestra sería buena solo para 15A x (60/300) = 3A .
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