在1 oz./sq. ft.铜重量时将温度上升限制在10°C。这应该可以让您大致了解如何调整PCB中的走线尺寸。
电流(A) | 走线宽度(mil) |
1 | 10 |
2 | 30 |
3 | 50 |
4 | 80 |
5 | 110 |
6 | 150 |
7 | 180 |
8 | 220 |
9 | 260 |
10 | 300 |
上表适用于许多通常采用标准工艺生产的PCB,其目标是非常保守的可接受温升(10°C)。它也适用于大多数含有标准铜箔的层压板(1 oz./sq. ft.)。
您可能已经注意到此表中的两点:
-
不同的走线厚度/铜重量。走线厚度需要根据电路板中的铜重量计算。我们上面只包括标准的1 oz/sq. ft.值。不过,将在高电流下运行的电路板通常需要更重的铜以适应更高的温升。
-
替代基板。以上数据是为FR4编制的,它将涵盖广泛用于生产的PCB。不过,高级应用可能需要铝芯PCB、陶瓷基板或具有替代树脂系统的高级高速层压板。如果您使用热导率较高的基板,那么走线的温度会较低,因为更多的热量会从温暖的走线中散发出去。对于一阶近似值,温升将按所需基板材料的热导率与FR4的热导率之比进行缩放。
使用IPC 2152列线图
如果您想在内层或外层使用不同的铜重量,那么一个方便的工具是IPC 2152标准的列线图集。该表提供了一个简单工具,以确定特定电流和温升的导体尺寸。或者,如果您已经选择了电源PCB走线宽度电流,则可以确定将产生特定温升的电流。使用此工具,无需查找或构建IPC-2152计算器,即可直观地验证走线设计中的电流限制。
以下命名法中的两个示例对此进行了说明。请注意,下图仅针对内部走线的定义。要查看此图的相同版本的外部走线,请参阅Jeff Loyer的这篇文章。
IPC 2152列线图,用于PCB电源走线宽度与电流和温升的关系。图片由StackExchange上的用户Daniel Grillo修改。
红色箭头显示如何确定所需电源走线宽度、铜重量(即走线横截面积)和温升的最大电流。在此示例中,首先选择导体宽度(140 mil),然后将红色箭头水平追踪到所需的铜重量(1 oz/sq. ft.)。然后我们垂直追踪到所需的温升(10 °C),然后我们追踪回Y轴以找到相应的电流限制(~2.75 A)。
橙色箭头指向另一个方向。我们从所需电流(1 A)开始,水平追踪到我们所需的温升(30 °C)。然后我们垂直向下追踪以确定走线尺寸。在此示例中,假设我们指定0.5 oz/sq. ft.铜重量。向下追踪到这条线后,我们水平追踪回到Y轴,找到约40 mil的导体宽度。假设我们想使用重量为1 oz/sq. ft.的铜;在这种情况下,我们会发现所需的电源走线宽度为20 mil。
如果您使用Altium Designer®,将可以使用包含IPC-2221计算器的布线工具,该计算器可确定20°C目标温升的追踪电流限制。Altium Designer中强大的PCB走线宽度布局和布线工具建立在统一的设计模型上,允许您在设计规则中指定所需的走线和尺寸。当设计完成并准备将文件递交给制造商时,Altium 365™平台可以轻松地协作并共享您的项目