PCB设计之“载流能力”

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本文主要介绍PCB设计中走线和过孔的载流能力。

走线的载流能力

决定电流承载能力的因素主要有:铜箔厚度、走线宽度、温升、镀通孔孔径。但由于电流分布不是均匀的,因此很难精确计算。

常用的公式:

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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(铜的熔点为1060);

A为覆铜截面积,单位为平方mil(注意是squaremil);

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I为容许的最大电流,单位为安培。

1oz=31。1g=1。44mil=0。0356mm

盎司是重量单位,之所以可以转化为毫米,是因为PCB的敷铜厚度是盎司/平方英寸,也可以使用经验公式计算:0。15×线宽(W)=A,导线阻抗:0。0005×L/W(线长/线宽)。

下表列出了不同线宽及铜厚的载流能力。

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计算走线的载流能力有各种各样的计算软件:

  • PCB TEMP:采用标准为IPC-D-275

  • Saturn PCB Design

也可以参考相关的标准:

  • PCB板载流能力可参看MIL-STD-275E

  • MIL-STD-275 Printed Wiring for ElectronicEquipment。1998年,IPC-D-275改编为IPC-2221《印制板设计通用标准》及IPC-2222《刚性有机印制板设计分标准》。

过孔的载流能力

在设计PCB的时候,经常有人比较纠结用多大的过孔,用多少个过孔的问题。下表列出了不同孔径的过孔的载流能力。

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12mil的孔就可以安全承载1.2A左右电流;更大的16mil、20mil甚至24mil的孔,在载流上优势并不明显,并不是线性增加的。推荐使用10~12mil的孔来承载电流,效率更高,也更方便设计。

同时,由于电流分布的不均匀性,实际放置多个过孔时,电流的分布不是均等的,跟过孔的分布、数量、位置都有关系。最有效的方式是通过DC仿真软件(如Allegro的IR Drop)来进行评估。

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以上就是针对PCB设计过程中的走线和过孔的载流能力的介绍,实际可以采用软件进行仿真,可以直观的评估直流压降。

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