Расчет ширины дорожек: Расчет ширины дорожки печатной платы в зависимости от силы тока

Содержание

Расчет ширины проводника на печатной плате






Заглавная страница

Избранные статьи

Случайная статья

Познавательные статьи

Новые добавления

Обратная связь



КАТЕГОРИИ:

Археология
Биология
Генетика
География
Информатика
История
Логика
Маркетинг
Математика
Менеджмент
Механика
Педагогика
Религия
Социология
Технологии
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология




ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву







Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?


Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления







⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Максимальный ток, который может пропускать дорожка на печатной плате, зависит от ее ширины. Именно по этой причине инженеры в своих проектах определяют ширину проводников. Требуется вычислять ширину проводника на печатной плате, учитывая следующую информацию: максимальный ток, толщину дорожки, повышение температуры, температуру окружающей среды и длину. Также можно рассчитать сопротивление дорожки печатной платы, падение напряжения и рассеивание мощности.

 

 

Формулы

, где

l S – площадь сечения дорожки, мил2;

l T — толщина дорожки, в унциях;

l 1,378 мил/унция.

 

 

где

l Δt – изменение температуры, в градусах;

l k, b, c – константы из стандарта IPC-2221:

 для внешних слоев: k = 0. 048, b = 0.44, c = 0.725;

 для внутренних слоев: k = 0.024, b = 0.44, c = 0.725.

Величину токовой нагрузки одиночных проводников из медной фольги с постоянной шириной и сечением s можно ориентировочно определить по графику.

Для проводников, расположенных на расстоянии, меньшем их ширины, или на внутренних слоях печатной платы, а также для проводников, выполненных из гальванически осажденной меди, величину допустимой токовой нагрузки следует уменьшить на 15…20%.

t — ширина печатного проводника, s — площадь сечения проводника, I — допустимый ток.

Работа с графиком простая. Например, надо определить ширину проводника для тока 4А. Выбираем на оси тока I значение тока 4А – синяя линия, ведем вверх до выбранной вами рабочей температуры (45?С), едем влево до значения толщины меди вашего стеклотекстолита (50мкм), падаем вниз и получаем толщину печатного проводника – 0,6мм.

Зная ширину печатной дорожки, можно определить максимальный ток для этого проводника. На оси ширины печатного проводника – t, выбираем значение ширины вашего проводника (например два миллиметра – красная линия), а дальше все также, но в обратную сторону. Получаем примерно пять ампер.

 

Домашнее задание

Задача 1. Рассчитать номинал и мощность резистора для подключения.

A. Одного зеленого светодиода к источнику напряжения 6,7 В

B. Двух белых светодиодов к источнику напряжения 9,5 В при последовательном подключении

C. Шестнадцати красных светодиодов к источнику напряжения 12,7 В при последовательно-параллельном подключении пересмотреть

Задача 2. Рассчитать номиналы резисторов для делителя напряжения:

A. Из напряжения 15 В требуется получить 12,7 В, при номинале одного резистора 220 Ом

B. Из напряжения 7,2 В требуется получить 3,2 В, при номинале одного резистора 82 Ом

C. Произвести оба расчета делителей выше, при условии тока нагрузки 6 мА.

Задача 3. Произвести расчёт времени заряда конденсатора до 95%:

A. 4,7 мкФ при сопротивлении 62 Ом

B. 6.8 мкФ при сопротивлении 750 Ом

C. 1,5 нФ при сопротивлении 1,2 кОм

 

*Составить в сервисе EasyEDA принципиальные схемы рассчитанных электрических цепей.

**Выполнить сборку схем из первой задачи на макетной (беспаечной) плате из приложенной компонентной базы и оценить работоспособность.

 

 

Дополнительные материалы

1. Расчет мощности резистора

2. Делитель напряжения

3. Заряд и разряд конденсатора

4. RC-цепь. Дифференцирующие и интегрирующие RC-цепи.

5. Расчет элементов печатного монтажа

6. Расчет ширины печатного проводника в зависимости от тока

7. ГОСТ Р 55693-2013 Платы печатные жесткие. Технические требования, ГОСТ Р от 22 ноября 2013 года №55693-2013

 

Используемые источники

1. Занимательная электроника. Ревич Ю. В. 2018 стр. 146-149. Светодиоды.

2. Расчет токоограничивающего резистора для светодиода

3. Делитель напряжения

4. Занимательная электроника. Ревич Ю. В. 2018 стр. 92-103. Конденсаторы. Интегрирующие и дифференцирующие цепи.

5. Проектирование печатных плат для высокоскоростных интерфейсов. Часть 1   

 

 

⇐ Предыдущая123

Читайте также:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров







Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 388; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!


infopedia. su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь — 38.242.236.216 (0.004 с.)

3.3 Расчет проводящего рисунка.

Расчет
проводящего рисунка состоит из расчета
возможности проведения дорожки в узком
месте, и определения диаметра контактных
площадок, ширины дорожек , и расстояния
между ними.


Расчет ширины дорожек.

Ширину
дорожек определяем ориентируясь по
максимальному току протекающему в блоке
, расчет производим для цепи диода VD1.
Для расчета берём проводники, в которых
протекает максимальное значение тока.
Максимальный ток протекающий в блоке
, в цепи диода 150мА ( параметры диода ) .
С учетом коэффициента нагрузки ( для
полупроводников 0,6 максимум ) величина
тока в цепи диода составит 90 – 100 мА.

Ширину
дорожек , учитывая ток протекающий через
поперечный разрез , рассчитываем по
формуле:

b
=
I/а*j

где
b
ширина
дорожи , мм

I
ток,
А

а
толщина
фольги , мм

j
плотность
тока
, 25А/мм2

b
= 0. 1/25*0,035 = 0.11

Расчетная
величина близка к 5 классу точности но
выполнение проводящего рисунка по
технологии 5 го класса точности очень
сложна , по этому класс точности принимаю
3 – й .

Ширина
дорожки и расстояние между дорожками
составит 0,25 мм , с учетом принятых
параметров запас по току имеем :

К=0,25/0,11=2,3.

Напряжение
питания 9 В , а стеклотекстолит имеет
пробивное напряжение 30 В/ мм . Следовательно
запас по напряжению имеем:

Кu
= 30/9 = 3,3 .

3.4 Компоновка изделия

Используя
функционально узловой метод проектирования,
все основные функциональные узлы были
скомпонованы на печатной плате. Печатная
плата имеет размеры 30*45 мм, и поскольку
величина прогиба для основания печатной
платы дается на длину 100 мм, считаю что
дополнительного механического крепления
плата может не иметь, по этому плата
крепится в одном из отсеков корпуса за
счёт силы трения, с выступами сформованными
в корпусе. В крышке корпуса, отлитые
конструктивные элементы не позволят
плате перемещаются вертикальной
плоскости. Отсек с печатной платой
накрывается крышкой, в которой закреплен
пезо излучатель BF1.
В крышки для уменьшения звукового
сопротивления выполнены отверстия.
Элемент BF1
собственным кабелем соединяется
соответствующими точками на плате.
Крышка над платой фиксируется двумя
само нарезными винтами. Углубление
подголовки винтов заполняется
пломбировочной мастикой.

Второй
отсек корпуса изолирован от электронной
части устройства и предназначен для
установки элемента питания. Элемент
питания соединяется со стандартной
контактной группой, предназначенной
для подсоединение к конкретному элементу
питания.

Через
отверстие в перегородке протягиваются
проводники контактной группы к отсеку
с платой питания. Отсек питания закрывается
задвижкой с фиксирующими элементами.

Корпус
может быть установлен в любом потайном
месте. Крепление осуществляется
посредством двух шурупов диаметром 2,5
мм.

Компоновка
всего прибора (приемника) представлена
самостоятельным документом в виде
сборочного чертежа СПКР432012.003СБ.

Компоновка
приемника определила его размеры в
приделах 70*68*25 мм.

Компоновка
передатчика аналогична.

3.5 Обоснование конструкционных материалов и покрытий

Печатная
плата изготавливается из стеклотекстолита
фольгированого

СФ-1-35-1,5
(ГОСТ 12652-73), который представляет собой
высокопрочную слоистую пластмассу. В
основе лежит стекловолокно пропитание
бакелитовой смолой. В зависимости от
состава смолы различают 2 класса
прочности: 2,3 (для стеклотекстолита).
Этот материал обладает высокой прочностью,
упругостью, теплостойкостью, а также
он хороший диэлектрик, выпускают в виде
листов, толщиной 0,5…3 мм. Параметры
фольгированого стеклотекстолита
приведена в таблице .

Таблица

Название

Плотность

Фольги,

г/см

Вода
поглощение

%

Tg

Мощность

Кв/мм

Диэл

прониц

Ударная

Прочн.

Кг/м

Стекло-

текстолит

СФ-35-1,5

1,6
— 1,8

0,05
— 0,1

0,01-

0,1

10
— 12

7,5-8,0

50
— 200

В
качестве припоя используется припой
ПОС61, его химический состав:

Sn-61;
Pb-38,1;
Sb-0,8;
Bi-0,1.
Температура его плавления порядка
190°С.

Это
низко температурный припой, не допускающий
перегрева полупроводниковых изделий
при пайке.

В
качестве покрытия печатной платы
применяю на основе покрытия.
Хим.М.М25.О-С(66)10-15опл. Данные покрытие
состоит из химически чистой меди покрытой
оловом и свинцом. Покрытие многослойное,
но оно обеспечивает высокую адгезию с
медной фольгой платы и минимальное
переходное сопротивление при пайке
припоем ПОС61.

Основными
параметрами при выборе конструкционного
материала корпуса является: простота
обработки, низкая стоимость и рабочая
температура при изготовлении. Поскольку
в ТЗ оговорен объем партии, следовательно
производство будет серийное а при
серийном производстве наиболее
оптимальным для изготовления корпуса
является полистирол либо его любой
сополимер. Полистирол обладает хорошими
механическими свойствами, легко поддается
механической обработке, имеет хорошие
изоляционные свойства, малый вес и малую
стоимость. При обработке температура
формы не превышает 60°С, а температура
расплава чуть больше 80°С. Полистирол
не нуждается в электрохимической и
механической защите, маркировка на этом
материале выполняется литьем.

Полистирол
– органическое аморфное вещество,
бесцветное, прозрачное, выпускается в
виде гранул, легко поддается окраски,
стойко сохраняет цвет, устойчив к
воздействию ионизирующего излучения,
растворяется в бензоле.

Недостаток
полистирола: горюч, хрупок, склонен с
старению, его основные параметры
приведены в таблице .

Таблица

Параметр

Характеристика
параметру

Удлинение
при разрыве, %

1…..5

Электрическая
стоимость, мВ/м3

20…25

Удельный
вес, г/см3

1,05….1,07

Допустимая
прочность при

Растяжении
кг/см3

350…600

Удельная
ударная вязкость кг*см/см2

6….9

Диэлектрическая
проницаемость при

5
Гц та t0
= 20°С

2,5…2,8

Впитывание
влаги за 24 год. %

0,00…0,07

Рабочая
температура, °С

-20…25

Поскольку
материал нужен для изготовления корпуса,
полистирол, которому свойственная
высокая текучесть и малая усадка при
литье, облегчает переработку материала
при изготовлении изделий, то есть
целесообразно использовать именно
полистирол.

Рекомендуется
детали корпуса изготовлять литье под
давлением.

Калькулятор ширины трассы, тока и температуры


Введите свои характеристики, чтобы начать

Это калькулятор «три в одном». Из трех параметров — ширины трассы, максимально допустимого превышения температуры над окружающей средой и максимального тока трассы — если известны какие-либо два, инструмент вычисляет третий. Кроме того, он также рассчитывает сопротивление постоянному току и падение напряжения на трассе заданной длины.

Использование калькулятора ширины трассы, тока и повышения температуры

Что можно ожидать от калькулятора ширины трассы Sierra Circuits?

Для сильноточных печатных плат расчет ширины дорожки имеет решающее значение. Следовательно, нам нужно знать, какой ширины дорожки достаточно для пропуска такого высокого тока. Если ширина трассы недостаточна, трасса может перегореть, что повлияет на функциональность печатной платы.

Наш калькулятор ширины дорожки дает не только ширину дорожки, но также величину тока дорожки и повышение температуры. Вы можете изменить любой из этих двух параметров, чтобы узнать третий для заданной толщины трассы. Это единственный инструмент, который дает вам такое преимущество, и он также основан на последнем стандарте IPC-2152.

Да, калькулятор ширины трассы Sierra Circuits основан на последнем стандарте IPC-2152!

В IPC 2152 говорится о повышении температуры различных внутренних и внешних дорожек печатной платы в результате пропускания через них тока. Он дает результаты в графическом формате, и основная идея заключалась в том, чтобы изучить эти графики и поместить их в некоторые формулы подбора кривой для лучшего понимания. Наш инструмент разработан на основе таких формул.

Удивительно, что этот стандарт вывел то, что внутренние дорожки также способны проводить более высокие токи, близкие к внешним дорожкам.

Параметры инструмента по умолчанию

Параметры по умолчанию этого инструмента — длина трассы и температура окружающей среды, которые сохраняются на значениях 1 дюйм и 25 градусов Цельсия соответственно. Однако их можно изменить по мере необходимости. Поля ввода длины трассы и температуры окружающей среды на калькуляторе используются для ввода длины трассы и температуры окружающей среды соответственно.

Наш инструмент определения ширины трасс также позволяет переключаться между различными единицами измерения по вашему усмотрению.

  • В качестве единиц измерения температуры можно выбрать градусы Цельсия или Фаренгейта.
  • В качестве единиц длины можно выбрать дюймы, милы, микрометры, миллиметры, сантиметры или метры.
  • В поле ввода есть функция, позволяющая пользователю использовать нужные единицы измерения, что обеспечивает гибкость.

Почему вам следует выбрать этот калькулятор ширины трассы?

При проектировании дорожек на печатной плате необходимо учитывать четыре основных параметра:

  1. Ширина дорожки (W)
  2. Максимальный ток трассы (I max )
  3. Повышение температуры (ΔT)
  4. Толщина дорожки (Th)

Как упоминалось ранее, если I max  и ΔT известны, ширину трассы можно рассчитать как для трасс внутреннего, так и для внешнего слоя.

Другими параметрами, требуемыми для этого инструмента, являются температура окружающей среды (T a ) и длину дорожки (L). Этот калькулятор ширины дорожки также рассчитывает дополнительные параметры, такие как сопротивление дорожки при температуре окружающей среды, сопротивление дорожки при высокой температуре (T a  + ΔT), максимальное падение напряжения и максимальные потери мощности для заданной длины дорожки.

Как работает инструмент?

Теперь мы рассмотрим несколько примеров, чтобы вы поняли, как работает наш инструмент. Во-первых, мы выберем слой (внутренний/внешний), для которого мы делаем вычисления.

1. Как рассчитывается ток?

  1. Введите длину дорожки (это длина дорожки/проводника, проложенного на печатной плате). По умолчанию это 1 дюйм для стандартных печатных плат. Но для больших печатных плат это может быть выше.
  2. Вторым параметром является температура окружающей среды, которая составляет 25 ⁰C (по умолчанию). Вы также можете изменить его на ⁰F.
  3. Затем введите 1 унцию в качестве толщины меди. Вы можете изменить единицу измерения на мил/мм и т. д. в соответствии с вашими предпочтениями.
  4. Теперь введите значение повышения температуры (для хорошей конструкции допустимо повышение температуры на 20 или 30 ⁰C).
  5. Введите ширину трассы (20 мил).
  6. Нажмите кнопку «Рассчитать» рядом с вкладкой максимального тока. Это даст вам максимальный ток, который может выдержать трасса.

Таким же образом можно рассчитать и внутренние слои.

Из приведенного выше примера мы вычислили:

  • Для внешних слоев трасса может выдерживать ток до 2 А.
  • Для внутренних слоев дорожка может выдерживать ток до 1,90 А.

Если вы посмотрите на правую часть изображения, приведенного ниже, вы заметите, что длина трассы на самом деле не участвует в приведенном выше расчете. Длина трассы важна, когда необходимо рассчитать сопротивление, падение напряжения и потери мощности при максимальном токе.

Возьмем другой пример. Для внутренних слоев, сохраняющих предыдущие значения, если мы изменим ширину трассы на 10, ток трассы составит 1,28 А. Мы видим, что это нелинейная функция, потому что после изменения ширины трассы с 20 до 10 ток не стал вдвое меньше предыдущего значения, которое было 1,9.0А.

Теперь давайте увеличим толщину следа до 2 унций. Это дает ток трассировки 1,90 А.

Примечание: Оставьте пустым поле параметра, который вы хотите рассчитать.

2. Как рассчитывается ширина дорожки печатной платы?

Для внутренних слоев, сохраняя толщину дорожки до 1 унции, допустим, мы хотим пропустить ток 5А. Итак, какой ширины трассы для этого потребуется? Это около 107,285 млн.

3. Как рассчитывается превышение температуры?

Аналогичным образом, инструмент имеет калькулятор повышения температуры, поэтому мы также можем рассчитать превышение температуры над окружающей средой, если заданы ток и ширина трассы. Большинство из нас знает, что сопротивление также является функцией температуры, поэтому, как только температура повышается, сопротивление и падение напряжения также можно рассчитать.

Вышеуказанные функции делают наш инструмент правильным выбором для разработчиков печатных плат для расчета любого из трех основных параметров — ширины дорожек, превышения температуры над окружающей средой и максимального тока — необходимых для надежной конструкции печатной платы.

Платы PRO под ключ

Загрузите свою спецификацию, чтобы создать предложение

Начните свое мгновенное предложение

Посмотрите демонстрацию нашего калькулятора ширины трассы

Компания Sierra Circuits разработала простые в использовании инструменты для проектировщиков печатных плат и инженеров-электриков на каждом этапе разработки печатных плат.

Печатные платы под ключ

Изготовление, закупка и сборка. печатных плат полностью собраны всего за 5 дней.

  • Объединены в единый онлайн-процесс
  • Проверено и протестировано инженерами
  • Проверки DFA и DFM при каждом заказе
  • Доставка из Силиконовой долины всего за 5 дней

Начать мгновенную онлайн-расценку

Стандартные печатные платы

Изготовление. Приобретение и сборка по желанию. Гибкость и прозрачность для продвинутых авторов.

  • Жесткие печатные платы , изготовленные в соответствии со спецификациями IPC-6012 Class 2
  • 2 мил (0,002″) след/пробел
  • DFM проверяет каждый заказ
  • 24-часовое время работы

Начать мгновенную онлайн-расценку

Расширенные печатные платы

Сложная технология с выделенным CAM-инженером. Включена помощь в укладке.

  • Сложные требования к печатным платам
  • Mil-Spec и класс 3 с функциями HDI
  • Слепые и погребенные Виас
  • Пластины Flex & Rigid-Flex

Стартовый номер +1 800-763-7503

Калькулятор ширины трассы

| Cirexx International

Обеспечьте точность и согласованность с помощью калькулятора ширины дорожек печатных плат

Обзор

Расчет стоимости

Одной из наиболее важных особенностей любого проекта печатной платы является ширина дорожки, которая относится к измерению электрических проводников. Правильная ширина дорожки означает, что у вас будет не только правильное количество тока, но и ваша печатная плата не будет перегреваться. Калькулятор ширины трассы может помочь вам сделать эти оценки. Кроме того, имейте в виду, что более высокий ток означает более толстую дорожку, а более толстая медь может позволить сделать более тонкую дорожку. Отказ от ответственности: также важно помнить, что эти калькуляторы являются всего лишь оценками и могут не подходить для каждого проекта. Свяжитесь с экспертами по печатным платам в Cirexx сегодня для получения дополнительной информации.

Калькулятор ширины трассы

Входы

Ток

Ампер

Толщина

унций/фут&sup2milmmum

Дополнительные входы

Повышение температуры

Градус: CDeg: F

Температура окружающей среды

Градус: CDeg: F

Длина трассы

дюймфутымилммумсм

Результаты для внутренних слоев

Требуемая ширина трассы

милммум

Сопротивление

Ом

Падение напряжения

Вольт

Потеря мощности

Вт

Результаты для внешних слоев

Требуемая ширина трассы

милммум

Сопротивление

Ом

Падение напряжения

Вольт

Потеря мощности

Вт

Как рассчитывается ширина трассы

Площадь вычисляется:

  • Площадь [мил²] = (Ток [Ампер]/(k*(Temp_Rise[градус C])^b))^(1 /с)

Следующим шагом является расчет ширины:

  • Ширина [мил] = площадь [мил²]/(толщина [унция] * 1,378 [мил/унция])
  • Для внутренних слоев IPC-2221: k = 0,024, b = 0,44, c = 0,725
  • Для внешних слоев IPC-2221: k = 0,048, b = 0,44, c = 0,725
  • Где k, b и c — константы, полученные в результате подгонки кривой к кривым IPC-2221
  Калькулятор ширины дорожки Cirexx используется для оценки повышения температуры, температуры окружающей среды и длины дорожки для стандартной конструкции печатной платы.