PCB走线的宽度与流过电流计算和对照

PCB走线的宽度与流过电流计算和对照

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_51186450/article/details/146197084

在PCB设计中，走线的宽度与流过电流的关系是一个非常重要的参数。本文将详细介绍如何根据电流大小选择合适的走线宽度，并提供具体的计算方法和对照表，帮助设计师确保PCB的可靠性和安全性。

PCB走线电流电压对照表用于指导设计者在设计PCB时选择合适的走线宽度，以确保走线能够安全承载所需的电流，同时避免过热或损坏。以下是一个常见的PCB走线电流电压对照表的示例，基于IPC-2221标准（通用PCB设计标准）。

注意事项

1. 温升：表中数据基于温升10°C。如果允许更高的温升，电流承载能力会有所增加，但可能会影响PCB的可靠性。
2. 铜厚：1 oz铜厚约为35 µm，2 oz铜厚约为70 µm。铜厚越大，电流承载能力越强。
3. 环境温度：高温环境会降低走线的电流承载能力。
4. 走线长度：长走线可能会引入更多的电阻和热量，需适当增加走线宽度。
5. 多层板：内层走线的散热条件较差，电流承载能力通常比外层走线低。

电压降计算

走线的电压降可以通过以下公式估算：

$$
\Delta V = I \times R
$$

其中：

• $\Delta V$ 是电压降（V）
• $I$ 是电流（A）
• $R$ 是走线电阻（Ω）

走线电阻可以通过以下公式计算：

$$
R = \frac{\rho \times L}{A}
$$

其中：

• $\rho$ 是铜的电阻率（约1.7×10⁻⁶ Ω·cm）
• $L$ 是走线长度（cm）
• $A$ 是走线截面积（cm²）

示例

• 走线宽度：20 mil（0.05 cm）
• 铜厚：1 oz（0.0035 cm）
• 走线长度：10 cm
• 电流：2 A

走线截面积：

$$
A = 0.05 \times 0.0035 = 0.000175 \text{ cm}^2
$$

走线电阻：

$$
R = \frac{1.7 \times 10^{-6} \times 10}{0.000175} \approx 0.0971 \text{ Ω}
$$

电压降：

$$
\Delta V = 2 \times 0.0971 \approx 0.194 \text{ V}
$$

设计步骤

1. 确定设计参数

在开始之前，需要明确以下参数：

• 电流大小（I）：走线需要承载的最大电流。
• 允许温升（ΔT）：通常为10°C（保守设计），也可以根据应用场景选择更高值（如20°C或30°C）。
• 铜厚（oz）：常见的铜厚为1 oz（35 µm）或2 oz（70 µm）。
• 走线长度（L）：长走线可能会导致更大的电压降和热量积累。
• 环境温度（T_ambient）：高温环境会降低走线的电流承载能力。

2. 参考IPC-2221标准

IPC-2221是PCB设计的通用标准，提供了走线宽度与电流承载能力的关系表。以下是基于温升10°C的简化参考表：

如果需要更精确的计算，可以使用PCB设计软件中的电流承载工具或在线计算器。