Dimensionierung einer Leiterbahn auf einer Leiterplatte für 2,5 Ampere

Ich benötige eine Leiterbahn auf meiner Platine, um bis zu 2,5 Ampere (Durchschnittsstrom) mit 5 bis 6 Ampere-Spitzen zu übertragen (dies gilt für ein Schaltnetzteil.) Wie breit sollten die Leiterbahnen sein? Ich habe einen Kompromiss zwischen Zuverlässigkeit und Größe, da das Produkt platzbeschränkt ist. Irgendwelche Tipps wäre dankbar.

Nachdem ich einen kurzen Blick auf "PCB Current Calculator" geworfen hatte, fand ich einen PCB Current Calculator basierend auf IPC-2152. Es basiert auf der Breite der Spur, um wie viel Temperatur die Spur ansteigen darf. Es ist schön, dass es zeigt, wie viel Energie Sie durch Ihre Spur verschwenden. Ich würde für Ihren RMS-Strom im ungünstigsten Fall planen, da es sich um ein periodisches Signal handelt.

Wenn Sie 2 oz / ft ² Kupfer anstelle des Standardkupfers von 1 oz / ft ^{2 verwenden} , benötigen Sie keine so breite Spur, um den gleichen Widerstand zu erzielen. Wenn Sie beispielsweise einen Anstieg um 10 ^° C zulassen , können Sie mit diesen Zahlen bei 3 A davonkommen , ohne dass sich eine Kupferebene in der Nähe befindet:

• 177 mil (4,50 mm) auf ¹ / ₂ oz / ft ² Kupfer
• 89 mil (2,26 mm) auf 1 oz / ft ² (35 & mgr; m) Kupfer
• 47 mil (1,19 mm) auf 2 oz / ft ² (70 & mgr; m) Kupfer

Hinweis: Der IPC-2221 (der in der ursprünglichen Antwort verwendete Standard) verwendet alte Messwerte für seine Auslegungsdiagramme, und diese Diagramme sind in vielen Taschenrechnern implementiert. Soweit ich das beurteilen kann, wurden diese Daten als 50 Jahre alt eingestuft, was IPC-ML-910 (1968) zu einer möglichen Quelle macht. Wie @AlcubierreDrive hervorhob, enthält ein neuer Standard, IPC-2152, neue Messdaten und ist vermutlich genauer. Noch wichtiger ist, dass ein Vergleich der IPC-2221-Werte für die Trace-Breiten das folgende Ergebnis liefert: IPC-2221 (intern)> IPC-2152> IPC-2221 (extern). Die tatsächlichen Zahlen für das obige Beispiel (1 Unze Kupfer) sind

IPC-2152:             89 mil 
IPC-2221 (internal): 143 mil (+60%)
IPC-2221 (external):  55 mil (-38%)

Beachten Sie auch, dass die ursprünglichen Zahlen in dieser Antwort auf den internen IPC-2221- Berechnungen basierten , die eine konservative Schätzung für alle Werte liefern.

Bei Hochstromgeräten ist es üblich, einen dicken Kupferdraht auf die 2-3-mm-Leiterbahn zu löten. 1mm ^ 2 Draht kann 10A leicht behandeln.

Ich erinnere mich, dieses Nomogramm in einer anderen Antwort gesehen zu haben :

Wählen Sie auf der vertikalen Achse des oberen Diagramms 2,5A aus. Bewegen Sie sich zu der Linie, die den zulässigen Temperaturanstieg anzeigt. Bewegen Sie sich nach unten zur Kupferdicke der Platine im unteren Diagramm. Dieser Schnittpunkt gibt Ihnen die erforderliche Breite auf der vertikalen Achse.

Eine andere Möglichkeit wäre, eine in die Leiterplatte eingelötete Leiterplatten-Sammelschiene zu verwenden - diese verleiht Ihrer Leiterplatte bei Bedarf auch eine schöne Steifigkeit