PCB设计实战:电流、线宽与承载能力解析
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更新于2024-08-03
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"本文详细整理了PCB设计中电流与线宽的关系,以及PCB的铜箔厚度、线宽和电流的关联。提供了多种计算公式和参考数据,旨在帮助电子工程师在设计PCB板时选择合适的线宽以承载预期的电流。"
在PCB设计中,电流的流动路径即为PCB上的走线,线宽的设计直接影响到PCB的载流能力和温升。通常,走线越宽,其允许通过的电流越大。然而,线宽与电流的精确关系并非简单的线性比例,而是受到线宽、线厚(铜箔厚度)以及允许的温升等多种因素的影响。
MIL-STD-275是一个国际权威机构提供的数据标准,其中列出了不同线宽下PCB走线的载流能力。例如,一条10MIL宽的走线可能能够承受1A的电流,但增加线宽至50MIL并不意味着电流承载能力会增加五倍。这是因为随着线宽的增加,单位面积上的电流密度降低,导致整体温升减少,但并非线性关系。
PCB的敷铜厚度通常以盎司为单位,1盎司相当于0.0014英寸或0.0356毫米。敷铜厚度的增加可以提升走线的载流能力。在设计时,需要将盎司转换为毫米以进行计算。经验公式0.15×线宽(W)=A可以用来估算在25℃环境下线宽(W)对应可承载的电流(A)。
此外,导线的阻抗也是一个关键参数,计算公式为0.0005×线长/线宽,这涉及到信号完整性和EMC(电磁兼容)问题。线长和线宽的比值影响着导线的感抗和容抗,进而影响信号传输的质量。
当涉及到过孔和焊盘时,它们会影响导线的电流承载能力。过孔和焊盘增加了接触面积,有助于散热,从而提高载流能力。然而,具体影响的计算公式尚未明确给出,这通常需要根据实际情况和实验数据进行调整。
在设计PCB时,除了上述因素外,还应考虑PCB板的整体尺寸、散热设计、信号速度和电源完整性等因素。设计师需要综合权衡这些因素,结合提供的公式和表格,以确保设计出满足功能需求且具有良好电气性能的PCB板。
2020-10-19 上传
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james_sun79
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