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Calculateur de largeur de trace PCB (IPC-2221/IPC-2152)

Calculez la largeur minimale des traces de PCB pour un courant, un poids de cuivre et une élévation de température donnés conformément aux normes IPC-2221 et IPC-2152. Inclut la résistance et la chute de tension.

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Formule

A = \left(\frac{I}{k \cdot \Delta T^b}\right)^{1/c}

Référence: IPC-2221B Section 6.2; IPC-2152

A— Cross-sectional area (mil²) (mil²)
I— Current (A)
ΔT— Temperature rise above ambient (°C)
k,b,c— IPC-2221 empirical coefficients

Comment ça marche

Le calculateur de courant à largeur de trace PCB est un outil essentiel pour déterminer la largeur de conducteur appropriée pour transporter le courant électrique en toute sécurité sans provoquer une augmentation excessive de la température. Basé sur la norme IPC-2221, ce calcul prend en compte les contraintes thermiques fondamentales des traces de circuits imprimés. La formule prend en compte des paramètres clés, notamment le courant (I), l'élévation de température (ΔT), l'épaisseur du cuivre et la constante de conductivité thermique (k). La relation mathématique tient compte des caractéristiques de dissipation thermique non linéaire des conducteurs PCB, qui dépendent de la géométrie des traces, des propriétés des matériaux et des conditions environnementales. Les ingénieurs doivent équilibrer la largeur des pistes pour minimiser la résistance, éviter les chutes de tension et s'assurer que le conducteur peut supporter la charge de courant attendue sans risquer de subir des dommages thermiques ou de dégrader les performances.

Exemple Résolu

Calculons la largeur de trace d'une trace de PCB en cuivre de 2 oz transportant 2 ampères avec une élévation de température maximale de 10 °C. En supposant k = 0,048 et une épaisseur de cuivre de 0,0035 pouce : W = [2/(0,048 · 10^0,44)] ^ (1/0,725)/(0,0035 · 1,378) ≈ 0,141 pouce (3,58 mm). Ce résultat indique qu'une largeur de trace d'environ 3,6 mm serait appropriée pour les contraintes de courant et thermiques données, fournissant ainsi une conception de conducteur sûre et fiable.

Conseils Pratiques

  • ✓Utilisez toujours la norme IPC-2152 pour des calculs de courant plus précis
  • ✓Tenez compte de la disposition réelle de la carte et de la gestion thermique lors du dimensionnement des traces
  • ✓Utilisez des tracés plus larges pour les connexions électriques et à la terre critiques

Erreurs Fréquentes

  • ✗Négliger l'impact de la hausse de température sur la capacité actuelle
  • ✗Utilisation de calculs de largeur de trace monocouche pour les PCB multicouches
  • ✗Ignorer les effets thermiques des traces adjacentes et de la disposition des cartes

Foire Aux Questions

L'IPC-2221 fournit des normes génériques de conception de circuits imprimés, y compris des directives pour la largeur des traces et la capacité de transport de courant en fonction des performances thermiques et de la géométrie des conducteurs.
Un cuivre plus épais permet un flux de courant plus élevé en fournissant une plus grande surface transversale et en améliorant la dissipation thermique, ce qui a un impact direct sur le calcul de la largeur de trace.
L'augmentation de température indique une contrainte thermique potentielle et peut avoir un impact sur la résistance des conducteurs, l'intégrité du signal et la fiabilité à long terme du PCB.
Le calculateur fournit une directive générale, mais des conceptions de circuits imprimés spécifiques peuvent nécessiter une analyse thermique plus détaillée et une évaluation technique professionnelle.
La norme fournit des estimations prudentes et peut ne pas tenir compte des cartes multicouches complexes, des techniques de refroidissement avancées ou des procédés de fabrication spécialisés.

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