Kalkulator širine PCB staze

Što je izračun širine trase PCB-a?

Širina trase PCB-a određuje koliko struje bakrena trasa na tiskanoj pločici može sigurno nositi. Preuska trasa djeluje kao osigurač — zagrijava se i može izgorjeti kroz pločicu, oštećujući komponente i stvarajući opasnost od požara. Ovaj kalkulator koristi formule standarda IPC-2221 za određivanje minimalne širine trase za zadanu struju, debljinu bakra i prihvatljivi porast temperature.

Ključni čimbenici su struja (amperi), debljina bakra (obično 1 oz/ft² = 35 µm za standardne PCB-e), prihvatljivi porast temperature iznad okoline i nalazi li se trasa na unutarnjem ili vanjskom sloju. Vanjske trase učinkovitije odvode toplinu u okolni zrak, pa mogu biti uže od unutarnjih trasa pri istoj struji.

Standard IPC-2221

Standard IPC-2221 pruža empirijski izvedene formule za dimenzioniranje trasa PCB-a. Formula najprije izračunava potreban poprečni presjek u kvadratnim milima, a zatim konvertira u širinu trase na temelju debljine bakra. Vanjski slojevi mogu podnijeti oko 44% više struje od unutarnjih slojeva pri istoj geometriji zbog bolje toplinske disipacije.

Kako koristiti ovaj alat

Unesite maksimalnu struju koju trasa mora nositi, debljinu bakra (1 oz je standard), maksimalni dopušteni porast temperature (10°C je uobičajeni konzervativni izbor) i nalazi li se trasa na unutarnjem ili vanjskom sloju. Kalkulator prikazuje minimalnu širinu trase u milima i milimetrima.

Savjeti za dizajn PCB-a

• Uvijek dodajte sigurnosnu marginu — koristite šire trase od izračunatog minimuma, posebno za trase napajanja.
• Koristite bakrene ispune (planske mase) za putove visoke struje umjesto uskih trasa.
• Razmotrite premošćivanje putem za spajanje bakra na više slojeva za putove s vrlo visokom strujom.
• Signalne trase mogu biti puno uže (6–8 mila je tipično) jer nose minimalnu struju.

Često postavljana pitanja

Što je debljina bakra i kako utječe na širinu trase?

Debljina bakra odnosi se na debljinu sloja bakra, mjerenu u uncama po kvadratnom stopalu. Bakar od 1 oz debeo je otprilike 35 mikrometara i najčešći je za standardne PCB-e. Teži bakar (2 oz = 70 µm) dopušta uže trase pri istoj struji jer ima veći poprečni presjek. Neki PCB-i za snažnu elektroniku koriste bakar od 3–4 oz.

Je li formula IPC-2221 točna?

Formule IPC-2221 konzervativne su procjene temeljene na empirijskim ispitivanjima iz 1950-ih i 70-ih. Stvarne performanse variraju s materijalom pločice, temperaturom okoline, protokom zraka i susjednim izvorima topline. Formule pružaju sigurnu osnovu — stvarni porast temperature obično je manji od predviđenog. Za kritične sigurnosne primjene preporučuje se toplinska simulacija ili fizičko ispitivanje.