電流容量
IPC-2221經驗公式
I = K × T b × A c I=K\times T^{b}\times A^{c} I=K×Tb×Ac
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這個公式用于估計PCB(Printed Circuit Board,印刷電路板)導線上的電流(I),其中T和A分別表示溫度(Temperature)和導線截面積(Area),K,b,c為系數。
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I: 這是PCB導線上的電流,單位安培(A)。
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T: 這是導線的工作溫度,攝氏度(°C)。
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A: 這是導線的截面積,平方密耳(mil2)。
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相關系數:對于 IPC-2221 內層:K = 0.024,b = 0.44,c = 0.725。對于 IPC-2221 外層:K = 0.048,b = 0.44,c = 0.725
在線計算軟件
- https://cn.qorvo.com/design-hub/design-tools/interactive/pcb-trace-power-handling-calculator
IPC-2152
- IPC-2152 標準提供了一種計算 PCB 導線(導軌)電流容量的方法。通過考慮導線的尺寸、環境溫度、材料特性等因素,可以計算出導線在安全工作溫度下能夠承受的最大電流負載。
- IPC-2152標準由一系列圖標組成。關于圖標的使用可以參考這個鏈接。
- 例如,假設一個非常薄的柔性電介質中的跡線必須連續承載4安培,并且您希望將溫度上升限制在環境溫度的10°C以內。要使用保守圖表,請沿著4.0安培的電流線穿過,直到它與10°C的溫度曲線相交。沿著該交叉點向下,找到300平方密耳的推薦橫截面積。該橫截面積可以通過利用已知的設計約束對其進行修改來進一步細化。
saturn-pcb-toolkit
- 實際計算可以使用saturn-pcb-toolkit。
- 在Tools里的"Program Options"配置IPC標準、蝕刻(etch)因子、軟件主題等
- "Conductor Properties"部分可以計算導線電流等參數。設置導線寬度(conductor width)、導線長度(conductor length)、PCB厚度(pcb thickness)、頻率(frequency)或選擇直流DC模式。 軟件自動計算出,趨膚深度(skin depth)、導線電流(conductor current)、電壓降(voltage drop)。
- “Via Properties”部分可以計算過孔參數。設置過孔直徑(via hole diameter)、內焊盤直徑(internal pad diameter)、參考平面開孔直徑(ref plane opening diameter)過孔高度(via height)、過孔金屬層厚度(via plating thickness)。 軟件自動計算出,過孔寄生電容(via capacitance)、過孔寄生電感(via inductance)、過孔阻抗(via impedance),過孔直流電阻(via DC resistance)、諧振頻率(resonant frequency)等參數。
走線厚度單位盎司的含義
- 這里的“盎司”(ounce)是指銅箔的厚度,而不是重量單位。1盎司銅箔指的是每平方英尺銅箔的重量為1盎司,相當于約34.8微米(um)的厚度。
阻抗匹配
- 信號反射與阻抗匹配是在電子電路設計中非常重要的概念,特別是在高頻和微波電路中更為突出。
信號反射:
- 信號反射指的是信號在傳輸過程中遇到阻抗不匹配而發生反射的現象。在電路中,當信號從一個阻抗為 Z 1 Z_1 Z1? 的傳輸線傳輸到另一個阻抗為 Z 2 Z_2 Z2? 的傳輸線或負載時,如果 Z 1 ≠ Z 2 Z_1 \neq Z_2 Z1?=Z2?,就會發生信號的一部分反射回去,而不是完全被傳輸到負載或下一個階段。這種反射會導致信號的損失和波形的失真,影響電路的性能。
阻抗匹配計算:
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阻抗匹配是為了減少信號反射而采取的一系列措施。它的基本思想是調整電路中的各個部分的阻抗,使得信號在整個電路中的傳輸過程中能夠盡可能地被有效地傳輸到負載或下一個階段,而不發生大量的反射。
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在高頻電路設計中,阻抗匹配可以通過多種方式實現,比如使用阻抗轉換器、匹配網絡、變壓器等。阻抗匹配的目標是使得各個部分的阻抗能夠平滑地過渡,從而最小化反射,提高信號的傳輸效率和質量。可使用時域測試反射儀(Time Domain Reflectometer,TDR)計算線路的阻抗。
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實際操作中,對于信號線,可以使用一些線寬計算工具,比如 嘉立創阻抗計算神器(新) ,選擇板層、板厚、內層銅厚、阻抗層、參考層并輸入阻抗值、線距(差分阻抗)、線到銅的距離(共面阻抗),點計算,可自動計算出線寬及疊構方案。
CG
- https://saturnpcb.com/saturn-pcb-toolkit/
- https://www.elecfans.com/article/80/2023/202301031970346.html