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Ich habe PCB Toolkit in der Vergangenheit verwendet und hatte keine praktischen Probleme, aber ich hatte auch nicht mehr als 1 A, um die Signal-Traces zu durchlaufen. Was ich bemerke, ist, dass es einen Unterschied zwischen einigen Taschenrechnern gibt. Ich möchte wissen, welchen Tools mehr Vertrauen entgegengebracht wird.

Ich verstehe, dass es viele Bilder mit Informationen über die Bilder gibt. Sie können zum Ende dieser Frage springen, um eine Zusammenfassung der Bilder zu sehen, wenn dies einfacher ist.

PCB-Toolkit

Mit aktivierten IPC-2152-Modifikatoren

Das allgemeine Fenster sieht so aus

Ich habe mit der Leiterbreite rumgespielt, bis ich ~ 2A konnte. Meine Eingabeeinstellungen sind die folgenden

Ich glaube, mein fabelhaftes Haus beginnt mit 0,5 Unzen Basis und plattiert dann.

Hier sind die Ergebnisse für die externe Ebene

Interne Schicht (ich habe meine Leiterbreite auf 22 mils aktualisiert)

Wenn ich die Option von Ebene vorhanden auf keine Ebene vorhanden ändern würde, erhalte ich einen anderen Wertesatz.

Behalten Sie die Einstellungen für die externe Ebene bei und ändern Sie nur die vorhandene Ebene: Nein

Mit IPC-2152 ohne aktivierte Modifikatoren

Aus einer Frage, die ich zuvor gestellt hatte: Verbessert Druckluft auf PCB die aktuelle Kapazität der Spur? , was darauf hinzudeuten scheint, dass die Wärmeabgabe die Stromgrenzen verbessert, dann hilft das Vorhandensein des Flugzeugs bei der Kühlung und kann daher höhere Ströme verarbeiten als ohne.

CircuitCalculator.com : PCB Trace Width Calculatr

Ich hätte erwartet, dass die Werte zwischen den beiden ähnlich waren, aber das sind sie wirklich nicht.

Wenn ich die gleichen Werte eingeben würde, die ich für das PCB Toolkit eingegeben habe (mit Ausnahme des aktuellen Status der Ebene und des Kupfergrund- und Kupferüberzugs), erhalte ich Folgendes

**Summary**
The following all has a target current of ~2A with a 20C temp rise.
PCB Toolkit with IPC-2152 modifiers           Internal Trace       22 mils
PCB Toolkit with IPC-2152 without modifiers   Internal Trace       55 mils
Circuit Calculator                            Internal Trace       52.6 mils

PCB Toolkit with IPC-2152 modifiers           External Trace       12 mils
PCB Toolkit with IPC-2152 without modifiers   External Trace       36 mils
Circuit Calculator                            External Trace       20.2 mils

Meine Frage ist also, was ist richtig, weil ich auch versuche, eine 50-Ohm-Leitung beizubehalten, wenn dies möglich ist? Ich neige dazu, dass PCB Toolkit genauer ist, da der Online-Rechner IPC-2221A verwendet und die Website seit März 2008 anscheinend nicht aktualisiert wurde (letzter Blogeintrag).

Am Ende suche ich nach einer kleinsten externen Spur, die 2A verarbeiten kann, ohne die Kupferdicke zu stark zu beeinträchtigen. Kleinere Leiterbahnen machen es einfacher, eine 50-Ohm-Leitung zu erhalten, ohne dass ich die Leiterplattendicke erhöhen muss.

Ich werde versuchen, diese Frage aus meiner eigenen Forschung zu beantworten.

Viele der Online-Rechner für die Spurweite im Vergleich zur Stromstärke stammen aus einem Dokument, das anscheinend vor Jahren veröffentlicht wurde. Einige Quellen sagten, es sei in den 1950er Jahren gewesen, aber ich konnte das erste Datum, an dem es veröffentlicht wurde, nicht finden. (Fairerweise habe ich auch nicht so genau hingeschaut). Der IPC-2221 ist der allgemeine Standard für das Design von Leiterplatten.

Ich habe hier eine Kopie von IPC-2221 gefunden [Link]

Es gibt eine modernere Version dieses Dokuments (ich habe das Datum nicht) und den IPC-2152, der seitdem einige ältere Informationen der Vergangenheit aktualisiert hat. Wenn das Originaldokument in den 1950er Jahren veröffentlicht wurde, hat das PCB-Design einen langen Weg, wie z. B. die Verwendung von Flugzeugen und Multilayer-Boards.

Die PCB Toolkit-Software verwendet (standardmäßig) IPC-2152 mit sogenannten Modifikatoren. Darauf werde ich gleich näher eingehen. Eine weitere Website, ( http://www.smps.us/ ) bietet auch einen Taschenrechner für die Spurenbreite gegen den Strom und nutzt die IPC-2152 als Basisverbindung und der Körper enthält eine Erklärung in die Unterschiede mit den alten und den neuen.

Bis vor kurzem waren die Hauptquellen für die Berechnung der Leiterplatten-Leiterbahnbreite für den Temperaturanstieg Diagramme, die aus den vor mehr als einem halben Jahrhundert durchgeführten Experimenten abgeleitet wurden.

Es geht weiter sagen ..

Vielmehr geht es um den neuen Standard IPC-2152, der auf neuesten Studien basiert. Es bietet mehr als 100 verschiedene Abbildungen und lässt Sie viele zusätzliche Faktoren berücksichtigen, z. B. die Dicke der Leiterplatte und der Leiter, den Abstand zu einer Kupferebene usw.

Der Rest der Seite enthält einen Taschenrechner und einige Gleichungen und wie und warum der Autor bestimmte Dinge getan hat, aber eine Sache, die er sagt, ist

Wenn Sie eine mehrschichtige Leiterplatte mit einer Kupferebene in der Nähe Ihres Leiters haben, ist der tatsächliche ∆T-Wert wesentlich niedriger. Bei Brettern mit einer Dicke von weniger als 70 mil ohne Ebene können die Temperaturen jedoch höher sein. Daher kann es irreführend sein, IPC als konservativ zu bezeichnen, wenn man sich auf Abb. 5-2 bezieht. Um die Bedingungen einer bestimmten Anwendung widerzuspiegeln, kann auf jeden Fall ein Korrekturfaktor (Modifizierungsfaktor) als Verhältnis zwischen geschätzter tatsächlicher und allgemeiner T eingeführt werden.

Ich denke, das sind die Modifikatoren, die wir mit PCB Toolkit sehen. Wenn ich für PCB Toolkit und diesen Online-Rechner die gleichen Werte einsetze, erhalte ich das gleiche Ergebnis **

** Die interne Spurbreite entspricht der überarbeiteten Breite des Online-Rechners.

Dieses Dokument ging auch willkürlich davon aus, dass interne Leiter nur die Hälfte des Stroms der äußeren Leiter führen könnten. Wie in der neuen Norm erwähnt, können innere Schichten tatsächlich kühler laufen, da das Dielektrikum eine zehnmal bessere Wärmeleitfähigkeit als Luft aufweist.

Ich fand das interessant und laut Wikipedia

Thermal conductivity, through-plane 0.29 W/m·K,[1] 0.343 W/m·K[2]
Thermal conductivity, in-plane  0.81 W/m·K,[1] 1.059 W/m·K[2]

und The Engineering Toolbox bei etwa 20 ° C beträgt die Wärmeleitfähigkeit von Luft 0,0257 W / m · K

Wenn Sie also ein Flugzeug haben, breitet sich das Dielektrikum aus, das sich erwärmt, sodass Ihre Spur tatsächlich mehr Strom verarbeiten kann als bisher angenommen.

TL; DR IPC-2152 ist der neue Standard für die Leiterbahnbreite im Verhältnis zum Strom und beinhaltet die Wärmeableitung mit einer Ebene, sodass Leiterbahnen mehr Strom verarbeiten können als bisher angenommen.

PCB Toolkit (Programm) und http://www.smps.us/pcb-calculator.html verwenden diesen neuen Standard. Also , wenn Sie benötigen mit einem höheren Nennstrom in mehr Spuren zu drücken, oder wenn Sie versuchen , eine Zielimpedanz zu treffen und in der Lage eine höhere Last zu bewältigen, die IPC-2152 wird zu Hilfe kann. Wenn Sie jedoch größer werden können, gehen Sie größer, weil es besser ist, konservativ zu sein, aber wenn Sie mehr Druck ausüben und als "sicher" eingestuft werden müssen, dann denke ich, dass dies der richtige Weg ist.

Ich habe bereits Leiterplatten-Schienenrechner verwendet, war aber mit den Ergebnissen nicht zufrieden. Der Hauptgrund ist die Tatsache, dass die durchgeführten Untersuchungen ziemlich alt waren, und zweitens, diese Taschenrechner abstrahieren Sie von den Untersuchungsbedingungen wie - was war der Sicherheitsfaktor zum Zeitpunkt der Untersuchung, was war der Betriebszustand, was war die PCB-Qualität usw. Außerdem weichen die technischen Daten einer fertigen Leiterplatte von den theoretischen Werten ab. Die genaue Dicke des Leiters hängt zum Beispiel von allen Prozessen ab, die von der Herstellerfirma ausgeführt werden. Als solches wird es schwierig / ineffizient, ein theoretisches Ergebnis in einem realen Szenario zu verwenden.

Zurück zu den Grundlagen, die Ampere-Handhabungskapazität hängt mit der Grundphysik zusammen. Jede Spur wird einen endlichen Widerstand haben. Wenn Sie einen Strom unter einen möglichen Abfall leiten, entsteht eine Verlustleistung P = V * I in der Spur. Wenn der Schmelzpunkt des Tracks erreicht ist, wird Ihre Platine beschädigt. Das ist es.

Ich würde eher einen praktischen Ansatz vorschlagen als einen theoretischen. Die Idee ist, eine Leiterplatte mit Leiterbahnen unterschiedlicher Dicke herzustellen, die parallel zueinander angeordnet sind. Außerdem erhalten Sie diese Platine in unterschiedlichen Kupferstärken (35 µm, 70 µm usw.). Verwenden Sie dieses Board als Referenz für das jeweilige Fabrikationshaus (nur um paranoid zu sein). Wenn Sie die aktuelle Kapazität einer Leiterbahnbreite ermitteln möchten, wenden Sie das Signal einfach auf eine Leiterbahn an, von der Sie glauben, dass sie bei dieser Stromstärke nicht schmilzt. Lassen Sie es dort für eine Weile, bis die Spur stabile Temperatur erreicht. Fühlen Sie die Temperatur mit der Hand (oder messen Sie sie mit einem berührungslosen Thermometer oder was auch immer Sie verwenden können).

Stellen Sie sicher, dass Sie den Test auf den schlechtesten Zustand durchführen, in den Ihre Platine geraten kann. Nachdem Sie die Temperatur ermittelt haben, können Sie ganz einfach die gewünschte Spurbreite festlegen.