Calculadora de corriente de fusión de trazas de PCB

Hay dos preguntas completamente diferentes sobre la cantidad de corriente que puede transportar un rastreo, y confundirlas destruye el hardware. El IPC-2152 responde a *cuánta corriente puede transportar esta traza para siempre sin calentarse demasiado. La ecuación de Onderdonk responde a cuánta corriente derretirá este rastro en un tiempo determinado. El segundo número es mucho mayor y es un límite de destrucción, no una clasificación.

Onderdonk supuso que la avería era lo suficientemente rápida como para que no se escapara calor del conductor: cada julio de I^2R$ se destina a elevar la propia temperatura del cobre hasta que alcanza el punto de fusión. La integración de la resistividad del cobre, que depende de la temperatura, a lo largo de ese aumento adiabático da como resultado:

con $A$ en milésimas de pulgada circular, $S$ en segundos y temperaturas en °C. La 234 es la temperatura de resistencia cero inferida del cobre; la 33 recoge su densidad, calor específico y resistividad para ese sistema de unidades. A una temperatura ambiente de 25 °C y un segundo, el término completo de raíz cuadrada equivale a aproximadamente 0,1463 A por milésima circular, la misma cifra que la norma IEEE Std 80 utiliza para los conductores de conexión a tierra de cobre.

La escala de raíz cuadrada inversa

Fusionando las escalas actuales como la raíz cuadrada inversa de la duración. Una traza que sobrevive a 10 A durante un segundo sobrevive a unos 32 A durante diez milisegundos. Por eso, un evento de cortocircuito y una sobrecarga lenta requieren análisis completamente diferentes.

Factor de grabado

Las huellas grabadas no son rectangulares. El grabador ataca tanto hacia los lados como hacia abajo, dejando un trapecio más estrecho en la parte superior que en la base. Si la pendiente de un flanco se expresa como elevación vertical por tramo horizontal, cada lado pierde $t/EF$ de ancho, y la sección transversal usa la media de los anchos superior e inferior. En cobre de 2 onzas con una pendiente de 1:1, esto elimina una fracción significativa del conductor.

Donde el modelo deja de ser conservador

Más allá de aproximadamente 1,5 s, el supuesto adiabático se descompone. Una traza está adherida al laminado y, a menudo, adyacente a los planos de cobre, todos los cuales absorben calor, por lo que la corriente de fusión real a largo plazo es mayor de lo que predice Onderdonk. Brooks y Adam midieron las trazas de PCB que tardan entre 1,5 y 6 veces más en fusionarse de lo que predice la ecuación, lo que equivale a sobrevivir entre 1,2 y 2,5 veces más corriente. El error siempre va en la dirección correcta, pero considere los resultados de larga duración como un límite inferior y mida si el diseño depende de ello.