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Calculadora de largura de traço de PCB (IPC-2221/IPC-2152)

Calcule a largura mínima do traço de PCB para um determinado aumento de corrente, peso de cobre e temperatura de acordo com os padrões IPC-2221 e IPC-2152. Inclui resistência e queda de tensão.

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Fórmula

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

Referência: 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

Como Funciona

A calculadora de corrente de traço de PCB é uma ferramenta crítica para determinar a largura apropriada do condutor para transportar corrente elétrica com segurança sem causar aumento excessivo de temperatura. Com base no padrão IPC-2221, esse cálculo aborda as restrições térmicas fundamentais dos traços da placa de circuito impresso. A fórmula considera os principais parâmetros, incluindo corrente (I), aumento de temperatura (ΔT), espessura do cobre e constante de condutividade térmica (k). A relação matemática explica as características não lineares de dissipação de calor dos condutores de PCB, que dependem da geometria do traço, das propriedades do material e das condições ambientais. Os engenheiros devem equilibrar a largura do traço para minimizar a resistência, evitar queda de tensão e garantir que o condutor possa lidar com a carga de corrente esperada sem risco de danos térmicos ou degradação do desempenho.

Exemplo Resolvido

Vamos calcular a largura do traço de um traço de PCB de cobre de 2 oz carregando 2 amperes com um aumento máximo de temperatura de 10°C. Assumindo k = 0,048 e espessura de cobre de 0,0035 polegadas: W = [2/(0,048 · 10^0,44)] ^ (1/0,725)/(0,0035 · 1,378) ≈ 0,141 polegadas (3,58 mm). Esse resultado indica que uma largura de traço de aproximadamente 3,6 mm seria apropriada para determinadas restrições térmicas e de corrente, fornecendo um projeto de condutor seguro e confiável.

Dicas Práticas

  • ✓Sempre use IPC-2152 para cálculos mais precisos de transporte de corrente
  • ✓Considere o layout real da placa e o gerenciamento térmico ao dimensionar traços
  • ✓Use traços mais largos para conexões críticas de energia e terra

Erros Comuns

  • ✗Negligenciando o impacto do aumento de temperatura na capacidade atual
  • ✗Usando cálculos de largura de traço de camada única para PCBs multicamadas
  • ✗Ignorando os efeitos térmicos dos traços adjacentes e do layout da placa

Perguntas Frequentes

O IPC-2221 fornece padrões genéricos de design de PCB, incluindo diretrizes para largura de traço e capacidade de transporte de corrente com base no desempenho térmico e na geometria do condutor.
O cobre mais espesso permite maior fluxo de corrente, fornecendo mais área transversal e melhor dissipação de calor, impactando diretamente no cálculo da largura do traço.
O aumento da temperatura indica potencial estresse térmico e pode afetar a resistência do condutor, a integridade do sinal e a confiabilidade de longo prazo do PCB.
A calculadora fornece uma diretriz geral, mas projetos específicos de PCB podem exigir análises térmicas mais detalhadas e avaliação profissional de engenharia.
O padrão fornece estimativas conservadoras e pode não levar em conta placas multicamadas complexas, técnicas avançadas de resfriamento ou processos de fabricação especializados.

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