Taal wijzigen
Introductie
Wanneer u een printplaat (PCB) ontwerpt, moet u rekening houden met alle verschillende dingen die op uw bord komen te staan. Er zullen componenten zijn en ze zullen met elkaar moeten worden verbonden. De PCB-traceercalculator komt hier goed van pas.
Beschrijving van PCB Trace Calculator
Een tool die u kan helpen bij het berekenen van het aantal sporen in uw printplaat. Deze rekenmachine is ontworpen voor professionals die met PCB's werken en moeten weten hoeveel sporen ze op hun bord kunnen passen.
De calculator geeft een schatting van het aantal sporen dat u op een bepaald oppervlak kunt plaatsen, zoals een vierkant of een cirkel. U kunt ook kiezen welke materialen u voor uw printplaten wilt gebruiken. Zo kunt u bijvoorbeeld selecteren of u enkelzijdige of dubbelzijdige koperen platen wilt gebruiken.
De rekenmachine geeft u vervolgens een schatting op basis van deze selecties en geeft deze grafisch weer, zodat het gemakkelijk te begrijpen is wat voor soort opties voor spoordichtheid beschikbaar zijn.
PCB-spoorcalculator
Hoeveel stroom kan een PCB-spoor dragen?
Wat betreft het stroomvoerend vermogen van printplaatsporen, stellen de IPC -normen dat een printplaatspoor maximaal ongeveer 30 A gelijkstroom kan voeren.
Dit betekent dat je een printplaatspoor kunt hebben dat geschikt is voor een stroomsterkte tot 30 A, en dat je het kunt gebruiken in een circuit waar je een hogere stroomsterkte nodig hebt. Als je het spoor echter gebruikt voor een hogere stroomsterkte dan waarvoor het is ontworpen, kun je je circuit beschadigen of zelfs brand veroorzaken.
Maar vergeet niet dat het huidige draagvermogen van een PCB-spoor afhangt van de lengte en breedte, evenals van het materiaal waaruit het is gemaakt.
PCB-spoorstroom
Limiet van het huidige bedrag dat kan worden berekend
De maximale spoorbreedte die met deze tool kan worden berekend, is 400 mils. De maximale stroomdichtheid is 35 ampère per vierkante inch en de maximale koperdikte is 3 ounces per vierkante voet. De temperaturen kunnen oplopen van 10 tot 100 graden Celsius. Als u waarden invoert die buiten deze bereiken vallen, zal de calculator de gegevens extrapoleren om een nauwkeuriger antwoord te geven.
PCB-spoorbreedte
Hoe de PCB Trace Calculator te gebruiken?
Dit is een tool die u kan helpen bij het bepalen van de ideale afstand tussen de printsporen op uw printplaat. Het doet dit door de capaciteit, inductantie, weerstand en impedantie van een spoor te berekenen.
De eerste stap bij het gebruik van de PCB Trace Calculator is het invoeren van alle relevante gegevens over uw lay-out.
Normale modus
Dit zijn de gegevens die nodig zijn om PCB-sporen in de normale modus te berekenen. Je moet de volgende gegevens verzamelen:
Lokatie
Dit is het eerste dat u moet weten wanneer u de PCB Trace Calculator gebruikt. Deze gegevens helpen je te bepalen hoe lang een kant van je bord zal zijn en hoeveel ruimte je hebt om mee te werken.
Spoorbreedte
U kunt deze informatie uit uw schema of ontwerpbestand halen. Als u geen schema of ontwerpbestand hebt, kunt u uw eigen metingen voor de spoordiameter en -lengte gebruiken door een schuifmaat te gebruiken om ze rechtstreeks op uw printplaat (PCB) te meten.
Spoordikte:
Dit is de hoeveelheid ruimte tussen elk spoor op de printplaat. Deze waarde bepaalt hoeveel stroom er door een circuit kan gaan zonder oververhitting of doorbranden. Hoe dikker het spoor, hoe meer stroom het kan dragen, maar tegelijkertijd verhoogt het ook de weerstand. Bij het ontwerpen van uw printplaat is het van cruciaal belang om beide elementen te onderzoeken en te beslissen of uw ontwerp dikke of dunne sporen vereist.
Maximale temperatuurstijging
Een berekening die rekening houdt met de materialen in de printplaatspoor, evenals hun soortelijke weerstand, dikte en lengte. Het is een van de belangrijkste berekeningen bij het ontwerpen van een printplaatspoor, omdat het helpt bepalen of uw ontwerp de warmte die door de stroom erdoorheen loopt, kan verwerken.
Normale modus PCB Trace Calculator
Geavanceerde modus
Dit zijn de gegevens die u in de geavanceerde modus moet verzamelen:
Omgevingstemperatuur
De temperatuur van de omgeving waarin de printplaat wordt gebruikt. Deze waarde is belangrijk omdat het de thermische weerstand van de sporen op de PCB beïnvloedt en daarom bepaalt hoeveel warmte uit elk spoor kan worden afgevoerd. Wanneer stroom wordt geleverd, beïnvloedt de omgevingstemperatuur hoe lang het duurt voordat een spoor opwarmt tot een bepaalde temperatuur.
Lengte
De lengte van de trace moet worden opgegeven als invoer in de rekenmachine. Dit is de afstand tussen het begin- en eindpunt van de trace.
Maximale stroom
De maximale stroom is de maximale stroom die veilig door een spoor op een printplaat kan worden geleid. Het wordt gemeten in ampère en staat meestal vermeld op het gegevensblad voor het specifieke onderdeel dat u gebruikt.
Als je bijvoorbeeld met een 5V -voeding werkt , is de maximale stroomsterkte 20 mA (of 0.02 A). Dit getal vind je meestal in het datasheet van je component.
Volg de temperatuur
De gemiddelde temperatuur van de printplaatspoor. Deze kan worden berekend door de temperatuur van het printplaatspoor te meten met een thermokoppel, dat halverwege tussen het begin en het einde van elk spoor in de printplaat wordt gestoken.
Weerstand
De hoeveelheid elektrische stroom die door een spoor van een printplaat gaat, wordt gemeten in ohm. Deze waarde kan worden berekend door de spanning over het spoor te delen door de stroom.
Spanningsval
Het wordt berekend door de totale weerstand van het spoor te delen door de lengte en wordt meestal uitgedrukt in millivolt per inch (mV/in). Spanningsval in een circuit kan worden veroorzaakt door een aantal factoren: resistieve materialen in de printplaat zelf, inductieve belastingen en andere factoren.
Om de spanningsval te berekenen, moet u eerst de totale weerstand van uw printspoor bepalen, inclusief weerstanden en andere componenten met weerstand, evenals de lengte ervan.
Vermogensverlies
Een maat voor de hoeveelheid warmte die door een elektronisch component of circuit wordt gegenereerd. Het vermogen dat in een weerstand wordt gedissipeerd, is bijvoorbeeld gelijk aan het product van de stroom die erdoorheen vloeit en de spanning erover.
Om de vermogensdissipatie van een printplaatspoor te bepalen, moet u eerst het product van de spoorbreedte en -hoogte berekenen. U kunt dit getal vervolgens delen door de thermische weerstand van uw materiaal om uw definitieve antwoord te krijgen.
Geavanceerde modus PCB Trace Calculator
Formule van PCB Trace Calculator IPC-2221 Standard
Nadat u alle benodigde gegevens hebt verzameld om de printplaattracering te berekenen, kunt u een PCB Trace Calculator gebruiken die de IPC-2221-standaardformule volgt. Deze formule is de volgende:
Oppervlakte [mils^2] = (Stroom [Amps] / (k*(Temp_Rise [graden C]) ^b)) ^(1/c)
Breedte is berekening:
Breedte [mils] = Oppervlakte [mils^2]/(Dikte [oz]*1.378 [mils/oz])
Interne laagberekening
Op basis van de IPC-2221-standaard moeten de waarden die nodig zijn om in de genoemde formule in te voeren als u interne lagen berekent, de volgende zijn:
k = 0.024, b = 0.44, c = 0.725
Externe laagberekening
IPC-2221 specificeert de volgende waarden voor externe lagen bij het berekenen ervan:
k = 0.048, b = 0.44, c = 0.725
PCB Trace Calculator IPC-2221 Standaard
Formule voor weerstandsberekening
Wanneer u de berekening van de spoorweerstand doorloopt, begint u met het wijzigen van het oppervlak van de dwarsdoorsnede van [mils2] naar [cm2].
U kunt dit doen door de mils te vermenigvuldigen met 2.54, dat resultaat vervolgens opnieuw te vermenigvuldigen met 2.54 en het resultaat vervolgens te delen door 10-6.
Na het voltooien van deze berekening, kwantificeert u uw traceerweerstand met behulp van:
R = (ρ * L / A') * (1 + α * (TTEMP – 25 °C)).
Weerstandsberekening
Formule voor berekening van spanningsverlies
Spanningsval is de afname van elektrisch potentieel terwijl het door een stroom in een elektrisch circuit beweegt. De vergelijking voor het bepalen van de spanningsval is:
VDROP = maximale stroom * traceerweerstand.
Maximale stroom is de stroom die de grootste spanningsval in uw circuit veroorzaakt, en spoorweerstand is de weerstand van de geleider die wordt gebruikt om die maximale stroom te geleiden.
Berekening spanningsval
Formule voor vermogensdissipatieberekening
Vermogensdissipatie is de hoeveelheid elektrische energie die wordt omgezet in warmte. Het gebeurt wanneer een elektrische gadget warmte creëert, wat energieverlies of verspilling veroorzaakt. De standaard IPC-2221 definieert vermogensdissipatie als:
PLOSS = weerstand * maximale stroom²
Vermogensdissipatieberekening
Redenen om een Trace Width Calculator te gebruiken
Als je bezig bent met het ontwerpen van een circuit, ben je waarschijnlijk al begonnen met het bedenken van de verschillende elementen die je nodig hebt. Je hebt waarschijnlijk al nagedacht over weerstanden, condensatoren en spoelen . Je hebt misschien zelfs al bedacht hoeveel ruimte elk element op je printplaat in beslag zal nemen.
Een spoorbreedtecalculator is een handig hulpmiddel dat u kan helpen bij het bepalen van de juiste breedte van een spoor in uw PCB-ontwerp. Dit kan worden gebruikt om ervoor te zorgen dat uw circuit goed werkt, en het kan u ook helpen de hoeveelheid afval te verminderen die u creëert wanneer u een printplaat maakt.
De belangrijkste reden waarom u een spoorbreedtecalculator zou moeten gebruiken, is dat als u dat niet doet, u zou kunnen eindigen met een onvolledig circuit of zelfs een niet-functioneel circuit. Dit kan frustrerend zijn voor zowel hobbyisten als professionals die ervoor willen zorgen dat hun schakelingen correct werken voordat ze naar productie worden gestuurd.
Welke meeteenheid is Mils?
Mils is een meeteenheid die gebruikt wordt bij de productie van printplaten. Het is een meeteenheid die de dikte van een soldeermasker beschrijft . Als een soldeermasker bijvoorbeeld 1 mil dik is, betekent dit dat het 1 duizendste van een inch dik is.
Het wordt doorgaans door fabrikanten gebruikt om de dikte van de lagen op de printplaat te beschrijven, en ook om aan te geven hoe dik het soldeer is dat gebruikt wordt om componenten met de koperen sporen te verbinden.
Wat betekent temperatuurstijging?
Temperatuurstijging is het verschil tussen de temperatuur van een soldeerverbinding wanneer deze voor het eerst wordt blootgesteld aan hitte en de temperatuur wanneer deze is afgekoeld.
Deze temperatuurstijging kan worden gemeten en gecontroleerd in het fabricageproces van de printplaat, omdat ervoor moet worden gezorgd dat het soldeersel dat componenten met de printplaat verbindt, niet smelt voordat het zou moeten.
Het is belangrijk om te weten hoeveel de temperatuur zal stijgen tijdens het fabricageproces van een printplaat, omdat het u kan helpen bepalen of een onderdeel al dan niet zal barsten als gevolg van thermische uitzetting.
Conclusie
Er komt veel kijken bij het ontwerpen van een printplaat en uw eerste doel moet zijn ervoor te zorgen dat dit veilig en efficiënt kan worden gedaan. Door de tijd te nemen om een solide basis op te bouwen met een schakelschema, kunt u ervoor zorgen dat uw printplaat na de juiste fabricage zal functioneren zoals bedoeld. Dit bespaart u op de lange termijn tijd en geld en stelt u in staat zich te concentreren op de leuke dingen: het daadwerkelijk laten maken van de printplaat.
PCB Trace Calculator kan talloze PCB-behoeften voor elk circuit aan en is zeer gebruiksvriendelijk. Voer gewoon de gevraagde gegevens in en u kunt direct bepalen welke spoorbreedte nodig is voor elke afzonderlijke laag van het bord. Door dit te gebruiken, zorgt u ervoor dat er geen verspilde ruimte is en kunt u er zeker van zijn dat uw ontwerp foutloos wordt uitgevoerd.
