เครื่องคำนวณกระแส PCB Trace

หมวดหมู่: เทคโนโลยี
- มิถุนายน 02, 2568
| |

คำนวณความจุของกระแสสูงสุด การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ และความกว้างของเส้นที่ต้องการสำหรับการออกแบบ PCB ของคุณตามมาตรฐานอุตสาหกรรม IPC-2152 และ IPC-2221.

พารามิเตอร์ PCB

ค่ามาตรฐาน: 0.5, 1, 2, 3 oz
1 mil = 0.0254 mm
เส้นภายนอกสามารถระบายความร้อนได้ดีกว่า

พารามิเตอร์ไฟฟ้า

A
สำหรับโหมด % ให้กรอกค่าที่สัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าจ่าย
°C
โดยทั่วไป 10-40°C เหนืออุณหภูมิห้อง
°C

การตั้งค่าขั้นสูง

IPC-2152 มีความแม่นยำมากกว่าสำหรับแอปพลิเคชันส่วนใหญ่

ทฤษฎีความจุกระแส PCB Trace

ความจุกระแสของ PCB Trace ถูกกำหนดโดยปัจจัยหลายประการรวมถึงความหนาของทองแดง ความกว้าง ความทนทานต่อการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ และตำแหน่งภายใน PCB มาตรฐานอุตสาหกรรมให้แนวทางเพื่อให้แน่ใจว่าการออกแบบที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้

ปัจจัยสำคัญในความจุกระแส PCB Trace
  • น้ำหนักทองแดง: ทองแดงที่หนาขึ้นช่วยให้กระแสสูงขึ้นสำหรับความกว้างเดียวกัน
  • ความกว้างเส้น: เส้นที่กว้างขึ้นสามารถนำกระแสได้มากขึ้น
  • การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ: การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่ยอมรับได้สูงขึ้นช่วยให้กระแสมากขึ้น
  • ตำแหน่งเส้น: เส้นภายนอกระบายความร้อนได้ดีกว่าเส้นภายใน
  • ความยาวเส้น: มีผลต่อการลดแรงดันและความต้านทานรวม
  • อุณหภูมิแวดล้อม: อุณหภูมิแวดล้อมที่สูงขึ้นลดความจุกระแส
มาตรฐานและสูตร
  • IPC-2152: มาตรฐานสมัยใหม่ที่มีการจัดอันดับกระแสที่แม่นยำมากขึ้นจากการทดสอบอย่างกว้างขวาง
  • IPC-2221: มาตรฐานเก่าที่มักจะอนุรักษ์นิยมมากกว่า
  • การคำนวณความต้านทาน: R = ρ × L / (W × T) โดยที่ ρ คือความต้านทานไฟฟ้าของทองแดง
  • การลดแรงดัน: V = I × R โดยที่ I คือกระแสและ R คือความต้านทานของเส้น
  • การสูญเสียพลังงาน: P = I² × R กำหนดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ
ข้อพิจารณาในการออกแบบ
  • ขอบเขตความปลอดภัย: รวมขอบเขตความปลอดภัย 20-30% สำหรับแอปพลิเคชันที่สำคัญ
  • การระบายความร้อน: พิจารณาแผ่นระบายความร้อนสำหรับการเชื่อมต่อที่มีกระแสสูง
  • ฮีตซิงค์: พื้นที่ทองแดงขนาดใหญ่สามารถทำหน้าที่เป็นฮีตซิงค์สำหรับเส้นที่มีกระแสสูง
  • การจัดเส้น: ลดความยาวเส้นสำหรับเส้นทางที่มีกระแสสูง
  • การออกแบบชั้น: ใช้ทองแดงที่หนาขึ้นในชั้นการกระจายพลังงาน
  • การเย็บผ่าน: สามารถใช้หลายผ่านเพื่อแบ่งปันกระแสระหว่างชั้น

คำชี้แจง: เครื่องคำนวณนี้ให้การประมาณการตามมาตรฐานอุตสาหกรรม PCB และสูตรเชิงประจักษ์ ความจุกระสจริงอาจแตกต่างกันไปตามการออกแบบบอร์ด วัสดุ และสภาพแวดล้อม สำหรับแอปพลิเคชันที่มีกำลังสูงที่สำคัญ ให้ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบ PCB และพิจารณาการจำลองความร้อนหรือการทดสอบ.

เครื่องคำนวณกระแส PCB Trace คืออะไร?

เครื่องคำนวณกระแส PCB Trace เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับวิศวกร นักเรียน และนักออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการประเมินความสามารถในการนำกระแสของเส้นทาง PCB (Printed Circuit Board) มันช่วยให้กระบวนการคำนวณความกว้างของเส้นทองแดงที่ควรจะเป็นเพื่อให้สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้อย่างปลอดภัย ทำให้ช่วยป้องกันการเกิดความร้อนสูงเกินไปและความล้มเหลวของวงจรที่อาจเกิดขึ้น เครื่องคำนวณนี้อิงตามมาตรฐาน IPC-2152 และ IPC-2221 ซึ่งเป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางในด้านการออกแบบ PCB

ทำไมต้องใช้เครื่องคำนวณนี้?

เครื่องคำนวณนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแบบ PCB ของคุณมีความปลอดภัยทางไฟฟ้าและเชื่อถือได้โดยการวิเคราะห์อย่างรวดเร็ว:

  • กระแสสูงสุดที่เส้นทางสามารถนำได้
  • ความกว้างของเส้นทางที่ต้องการสำหรับกระแสที่กำหนด
  • การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่คาดว่าจะเกิดจากการไหลของกระแส
  • การลดแรงดันและการสูญเสียพลังงาน

โดยการใช้เครื่องมือนี้ คุณสามารถตัดสินใจในการออกแบบที่มีข้อมูลสนับสนุนเพื่อลดความเสี่ยงจากการเกิดความร้อนสูงเกินไป รับประกันความเสถียรของแรงดันไฟฟ้า และปฏิบัติตามมาตรฐานการออกแบบในอุตสาหกรรม

วิธีการใช้เครื่องคำนวณ

  1. ป้อน น้ำหนักทองแดง (เช่น 1 ออนซ์เป็นมาตรฐานสำหรับ PCB ทั่วไป).
  2. ระบุ ความยาวของเส้นทาง และ ความกว้างของเส้นทาง.
  3. เลือก ตำแหน่งของเส้นทาง – ชั้นภายนอกหรือภายในของ PCB.
  4. ป้อน กระแส ที่ต้องการและ การลดแรงดันที่ยอมรับได้.
  5. ตั้งค่า การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิสูงสุด และ อุณหภูมิแวดล้อม.
  6. เลือกสิ่งที่คุณต้องการคำนวณ: กระแสสูงสุด, ความกว้างของเส้นทางที่ต้องการ, หรือการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ.
  7. คลิก คำนวณ เพื่อดูผลลัพธ์ของคุณ รวมถึงกราฟภาพและคำแนะนำการออกแบบที่ละเอียด.

สูตรที่มีประโยชน์

ความต้านทาน: \( R = \frac{ρ × L}{A} \)
การลดแรงดัน: \( V = I × R \)
การสูญเสียพลังงาน: \( P = I^2 × R \)
ความสามารถในการนำกระแสของเส้นทาง (IPC-2152): \( I = k × (\Delta T)^{0.5} × W^{0.44} × T^{0.725} \)

การใช้งานในโลกจริง

ไม่ว่าคุณจะสร้างอุปกรณ์ที่กำหนดเองหรือเช็คความเป็นไปได้ในการออกแบบ เครื่องคำนวณนี้ช่วยในการวางแผนเลย์เอาต์อย่างปลอดภัย มันสามารถเสริมเครื่องมือเช่น เครื่องมือประสิทธิภาพ iMac หรือ ระบบวิเคราะห์จุดคอขวด โดยให้ข้อมูลทางไฟฟ้าที่สำคัญ คิดว่ามันเป็นคู่หูทางไฟฟ้าของ เครื่องคำนวณพลังงาน หรือ การทดสอบความเร็วในการดาวน์โหลดเครือข่าย.

คำถามที่พบบ่อย

  • ฉันสามารถใช้สิ่งนี้บน Mac ได้หรือไม่? ใช่ มันทำงานได้อย่างราบรื่นในเบราว์เซอร์บน macOS ทำให้เป็นการเพิ่มเติมที่ยอดเยี่ยมใน ชุดเครื่องมือคอมพิวเตอร์ iMac ของคุณ.
  • ฉันควรเลือกมาตรฐานใด: IPC-2152 หรือ IPC-2221? IPC-2152 เป็นมาตรฐานที่ทันสมัยและแม่นยำกว่า ใช้ IPC-2221 สำหรับการประเมินที่ระมัดระวัง.
  • ผลลัพธ์แม่นยำสำหรับวัสดุ PCB ทุกชนิดหรือไม่? เครื่องคำนวณนี้อิงตามวัสดุ FR4 มาตรฐาน สำหรับวัสดุอื่น ๆ ผลลัพธ์อาจแตกต่างกัน.
  • สิ่งนี้สามารถแทนที่เครื่องมือจำลองมืออาชีพได้หรือไม่? มันดีที่สุดสำหรับการประเมินในระยะเริ่มต้น สำหรับการออกแบบที่สำคัญต่อภารกิจ ควรใช้ร่วมกับการจำลองความร้อนหรือการทดสอบในห้องปฏิบัติการ.

เครื่องมือนี้ช่วยอย่างไร

  • ลดการทดลองและข้อผิดพลาดในการออกแบบเส้นทาง PCB
  • รับประกันการออกแบบที่ปลอดภัยโดยการป้องกันการเกิดความร้อนสูงเกินไปของเส้นทาง
  • ประหยัดเวลาโดยการทำให้การคำนวณทางไฟฟ้าสำคัญเป็นอัตโนมัติ
  • สนับสนุนทั้งผู้ที่ชื่นชอบและมืออาชีพด้วยข้อมูลนำเข้าและกราฟที่เข้าใจง่าย

เครื่องคำนวณกระแส PCB Trace ยืนอยู่เคียงข้างเครื่องมือวิศวกรรมยอดนิยมเช่น เครื่องมือประเมินความเร็วการถ่ายโอนไฟล์, เครื่องมือทดสอบความเร็วอินเทอร์เน็ต, และ คู่มือการตั้งค่า RAID เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับการทำงานออกแบบที่มีประสิทธิภาพและมีข้อมูลสนับสนุน.