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[经验分享] PCB板铜箔宽度和过电流大小关系

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    发表于 2016-10-24 16:57:37 |显示全部楼层
    PCB板铜箔宽度和过电流大小关系
    在表层,1OZ铜厚,1MM线宽可以通过1A电流。在内层,1OZ铜厚,1MM线宽可以通过0.5A电流。例如:60mil相当于1.5MM,若是1OZ铜厚的话,在表层可以走1.5A电流,在内层可以走0.75A电流oz(盎司)是重量单位,在PCB设计中常用oz来表示覆铜厚度,含义是在1平方英尺上覆盖1oz重量的铜对应的厚度。oz与公制长度的对应关系参见下表:  
    基铜厚度 (oz/Ft2)       公制(μm)
    5                 175
    4                 140
    3                 105
    2                 70
    1                  35
    0.5                 18
    计算方法如下: 先计算Track的截面积,大部分PCB的铜箔厚度为35um(不确定的话可以问PCB厂家)它乘上线宽就是截面积,注意换算成平方毫米。 有一个电流密度经验值,为15~25安培/平方毫米。把它称上截面积就得到通流容量。   
    计算方法二:  PCB走线的载流能力与以下因素有关:线宽、线厚(铜箔厚度)、容许温升。PCB走线越宽,载流能力越大。
    近似计算公式:

    过孔1.png


    K为修正系数,一般覆铜线在内层时取0.024,在外层时取0.048;T为最大温升,单位为摄氏度(铜的熔点是1060℃) ;A为覆铜截面积,单位为平方MIL;I为容许的最大电流,单位为安培(A)。大部分PCB的铜箔厚度为35um,乘上线宽就是截面积。(10摄氏度10mil=0.010inch=0.254差不多过流1A,表面走线计算结果,与最上面的方法计算结果,同样的电流线宽明显不同)   

    PCB过孔的载流能力可以近似等效成PCB表层走线的计算方法:


    过孔2.png

    其中A=PI*(D+T)*T;其中D为孔内径,T为孔的沉铜厚度,T一般为20um。  0.25mm=9.8425
    0.33mm=12.9921
    20^0.44=3.736
    0.048x3.736=0.179328
    20um=0.7874015748mil  
    A=3.14*(D+0.7874015748)*0.7874015748
    小孔 A=26.28  大孔A=34.069
    0.75  11.6            14.1016      
    2.08              2.5288   
    二、数据: PCB载流能力的计算一直缺乏权威的技术方法、公式,经验丰富CAD工程师依靠个人经验能作出较准确的判断。但是对于CAD新手,不可谓遇上一道难题。   
    PCB的载流能力取决与以下因素:线宽、线厚(铜箔厚度)、容许温升。大家都知道,PCB走线越宽,载流能力越大。在此,请告诉我:假设在同等条件下,10MIL的走线能承受1A,那么50MIL的走线能承受多大电流,是5A吗?答案自然是否定的。请看以下来自国际权威机构提供的数据(号称是美国军用标准):


    过孔通流.png


    注:
    1、        loz铜=35微米厚
    2、        Tepm Rise:为允许上升温度
    三、实验:
        实验中还得考虑导线长度所产生的线电阻所引起的压降。工艺焊所上的锡只是为了增大电流容量,但很难控制锡的体积。1 OZ铜,1mm宽,一般作 1 - 3 A电流计,具体看你的线长、对压降要求。最大电流值应该是指在温升限制下的最大允许值,熔断值是温升到达铜的熔点的那个值。Eg. 50mil 1oz 温升1060度(即铜熔点),电流是22.8A。

    ******快点PCB,快乐设计******


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