Calculadora de corrente de fusão PCB Trace

Há duas questões completamente diferentes sobre a quantidade de corrente que um traço pode transportar, e confundi-las destrói o hardware. O IPC-2152 responde quanta corrente esse traço pode transportar para sempre sem ficar muito quente. A equação de Onderdonk responde quanta corrente derreterá esse traço em um determinado tempo. O segundo número é muito maior e é um limite de destruição, não uma classificação.

Onderdonk presumiu que a falha é rápida o suficiente para que nenhum calor escape do condutor — cada joule de $ I ^ 2$ aumenta a temperatura do próprio cobre até atingir o ponto de fusão. A integração da resistividade dependente da temperatura do cobre em todo esse aumento adiabático fornece:

com $ A $ em moinhos circulares, $ S $ em segundos e temperaturas em °C. O 234 é a temperatura de resistência zero inferida do cobre; o 33 coleta sua densidade, calor específico e resistividade para esse sistema unitário. A 25 °C ambiente e um segundo, todo o termo de raiz quadrada é avaliado em cerca de 0,1463 A por mil circular — o mesmo valor que o IEEE Std 80 usa para condutores de aterramento de cobre.

A escala da raiz quadrada inversa

Fusão das escalas atuais como a raiz quadrada inversa da duração. Um traço que sobrevive a 10 A por um segundo sobrevive a cerca de 32 A por dez milissegundos. É por isso que um evento de curto-circuito e uma sobrecarga lenta precisam de análises totalmente diferentes.

Fator de corrosão

Os traços gravados não são retangulares. O gravador ataca tanto lateralmente quanto para baixo, deixando um trapézio mais estreito na parte superior do que na base. Com uma inclinação da parede lateral expressa como elevação vertical por corrida horizontal, cada lado perde $ t/EF $ de largura, e a seção transversal usa a média das larguras superior e inferior. Em cobre de 2 onças com inclinação de 1:1, isso remove uma fração significativa do condutor.

Onde o modelo deixa de ser conservador

Além de cerca de 1,5 s, a suposição adiabática se desfaz. Um traço é colado ao laminado e geralmente adjacente aos planos de cobre, todos os quais absorvem calor, então a corrente de fusão real em longos períodos é maior do que o previsto por Onderdonk. Brooks e Adam mediram traços de PCB que demoram 1,5 a 6 vezes mais para se fundir do que a equação prevê, o que corresponde a sobreviver cerca de 1,2 a 2,5 vezes mais corrente. O erro está sempre na direção segura, mas trate os resultados de longa duração como um limite inferior e meça se o design depende disso.