כיצד להשתמש במחשבון עקבות PCB עבור מעגלים מודפסים

מבוא

כאשר אתה מעצב לוח מעגלים מודפסים (PCB), אתה צריך לזכור את כל הדברים השונים שעומדים להיות על הלוח שלך. יהיו רכיבים, והם יצטרכו להיות מחוברים זה לזה. מחשבון עקבות PCB עוזר כאן.

תיאור של מחשבון עקבות PCB

כלי שיכול לעזור לך לחשב את מספר העקבות בלוח המעגל שלך. מחשבון זה מיועד לאנשי מקצוע שעובדים עם PCB וצריכים לדעת כמה עקבות הם יכולים להתאים על הלוח שלהם.

המחשבון מספק לך אומדן למספר העקבות שאתה יכול להתאים על אזור מסוים, כגון צורת ריבוע או עיגול. זה גם נותן לך אפשרויות לאיזה סוג של חומרים אתה רוצה להשתמש עבור PCBs שלך. לדוגמה, אתה יכול לבחור אם אתה רוצה להשתמש חד צדדי or דו צדדי מצופה נחושת סדינים עבור הלוח שלך.

המחשבון ייתן לך הערכה המבוססת על בחירות אלה ויציג אותה בצורה גרפית כך שקל להבין איזה סוג של אפשרויות צפיפות עקבות זמינות.

מחשבון עקבות PCB

מחשבון עקבות PCB

כמה זרם יכול לשאת עקבות PCB?

כשזה מגיע ליכולת העברת זרם של PCB, ה IPC התקנים אומרים כי יכולת נשיאת זרם ה-DC של עקבות PCB היא עד כ-30 A.

זה אומר שאתה יכול לקבל מעקב PCB שמדורג לשאת עד 30 A ואתה יכול להשתמש בו במעגל שבו אתה צריך יותר זרם מזה. עם זאת, אם אתה משתמש בעקבות ליותר נוֹכְחִי ממה שהוא מדורג, אתה עלול בסופו של דבר לגרום נזק למעגל שלך או אפילו לגרום לשריפה.

אבל זכרו, יכולת הנשיאה הנוכחית של רצועת PCB תלויה באורך וברוחבו, כמו גם בחומר שממנו הוא עשוי.

זרם מעקב PCB

זרם מעקב PCB

מגבלת סכום נוכחי שניתן לחישוב

רוחב העקבות המרבי שניתן לחשב בכלי זה הוא 400 מיל. צפיפות הזרם המקסימלית היא 35 אמפר לאינץ' מרובע והמקסימום עובי נחושת הוא 3 אונקיות לכל רגל מרובע. הטמפרטורות עשויות לעלות מ-10 ל-100 מעלות צלזיוס. אם תזין מספרים שהם מחוץ לטווחים אלה, המחשבון יבצע אקסטרפולציה של הנתונים כדי לספק תשובה מדויקת יותר.

PCB כמות נוכחית

רוחב עקבות PCB

כיצד להשתמש במחשבון ה-PCB Trace?

זהו כלי שיכול לסייע לך בקביעת המרווח האידיאלי עבור עקבות המעגלים המודפסים שלך. הוא עושה זאת על ידי חישוב הקיבול, השראות, ההתנגדות ו עכבה של עקבות.

הצעד הראשון בשימוש במחשבון ה-PCB Trace הוא להזין את כל הנתונים הרלוונטיים על שלך פריסה.

מצב נורמלי

אלו הם הנתונים הדרושים לחישוב עקבות PCB במצב רגיל. עליך לאסוף את הנתונים הבאים:

מקום

זה הדבר הראשון שאתה צריך לדעת בעת שימוש במחשבון ה-PCB Trace. הנתונים האלה עוזרים לך לקבוע כמה אורך צד אחד של הלוח שלך, וכמה מקום יש לך לעבוד איתו.

רוחב עקבות

אתה יכול לקבל מידע זה מהקובץ הסכמטי או העיצוב שלך. אם אין לך קובץ סכמטי או עיצובי, אז אתה יכול להשתמש במידות משלך עבור קוטר ואורך עקבות על ידי שימוש בקליפר כדי למדוד אותם ישירות על המעגל המודפס שלך (PCB).

עובי עקבות

זהו כמות הרווח בין כל עקבות בלוח המעגל. ערך זה קובע כמה זרם יכול לעבור במעגל מבלי להתחמם או להישרף. ככל שהעקב עבה יותר, כך הוא יכול לשאת יותר זרם, אך במקביל, הוא גם מגביר את ההתנגדות. בעת תכנון ה-PCB שלך, זה קריטי לבחון את שני האלמנטים ולהחליט אם העיצוב שלך דורש עקבות עבות או דקות.

עליית טמפרטורה מקסימלית

חישוב שמתחשב בחומרים בעקבת ה-PCB, כמו גם את ההתנגדות שלהם, עוֹבִי, ואורך. זהו אחד החישובים החשובים ביותר בעת תכנון עקבות PCB מכיוון שהוא עוזר לך לקבוע אם העיצוב שלך יוכל להתמודד עם החום המופק מהזרם שזורם דרכו או לא.

מחשבון PCB Trace במצב רגיל

מחשבון PCB Trace במצב רגיל

מצב מתקדם

הנה הנתונים שאתה צריך לאסוף במצב מראש:

טמפרטורת הסביבה

הטמפרטורה של הסביבה בה נעשה שימוש ב-PCB. ערך זה חשוב מכיוון שהוא משפיע על ההתנגדות התרמית של העקבות על ה-PCB, ולכן קובע כמה חום ניתן לפזר מכל עקבות. כאשר מועבר זרם, טמפרטורת הסביבה משפיעה על משך הזמן שלוקח לעקבות להתחמם לטמפרטורה נתונה.

אורך

יש לספק את אורך העקיבה כקלט למחשבון. זהו המרחק בין נקודת ההתחלה והסיום של המעקב.

זרם מרבי

הזרם המקסימלי הוא הזרם המקסימלי שניתן להעביר בבטחה דרך עקבות על לוח מעגלים מודפס. זה נמדד באמפר, וזה בדרך כלל רשום בגליון הנתונים של הרכיב המסוים שבו אתה משתמש.

לדוגמה, אם אתה עובד עם 5V ספק כוח, אז הזרם המרבי שלך יהיה 20mA (או 0.02A). מספר זה נמצא בדרך כלל בגיליון הנתונים עבורך רְכִיב.

מעקב אחר טמפרטורת

הטמפרטורה הממוצעת של עקבות ה-PCB. ניתן לחשב אותו על ידי מדידת הטמפרטורה של עקבות ה-PCB עם צמד תרמי, אשר מוחדר ל-PCB בנקודה באמצע הדרך בין ההתחלה והסוף של כל עקבות.

התנגדות

כמות הזרם החשמלי שעובר דרך עקבות מעגלים מודפסים נמדדת באוהם. ניתן לחשב ערך זה על ידי חלוקת המתח על פני העקבות בזרם שלו.

נפילת מתח

זה מחושב על ידי חלוקת ההתנגדות הכוללת של הרצועה באורכה, והוא מתבטא בדרך כלל כמיליוולט לאינץ' (mV/in). ירידת מתח במעגל יכולה להיגרם מכל מספר של גורמים: חומרים עמידים ב-PCB עצמו, עומסים אינדוקטיביים וגורמים אחרים.

כדי לחשב מפל מתח, תחילה עליך לקבוע את ההתנגדות הכוללת של העקבות שלך, הכוללת נגדים ורכיבים אחרים מבוססי התנגדות, כמו גם אורכו.

פיזור כוח

מדד לכמות החום שנוצר על ידי רכיב או מעגל אלקטרוני. ה כּוֹחַ מתפזר בנגד, למשל, שווה למכפלת הזרם הזורם דרכו וה- מתח מעבר לזה.

כדי לקבוע את פיזור הכוח של עקבות לוח מעגלים מודפסים, תחילה עליך לחשב את המכפלה של רוחב וגובה העקבות. לאחר מכן תוכל לחלק את המספר הזה בהתנגדות התרמית של החומר שלך כדי לקבל את התשובה הסופית שלך.

מחשבון PCB Trace במצב מתקדם

מחשבון PCB Trace במצב מתקדם

נוסחה של מחשבון עקבות PCB IPC-2221 תקן

לאחר שאספתם את כל הנתונים הדרושים כדי לחשב את עקבות המעגלים המודפסים, תוכלו להשתמש במחשבון עקבות PCB העוקב אחר הנוסחה הסטנדרטית IPC-2221. נוסחה זו היא הבאה:

שטח[mils^2] = (נוכחי [אמפר] / (k*(Temp_Rise [deg. C]) ^b)) ^(1/c)

רוחב הוא חישוב:

Width[mils] = שטח[mils^2]/(עובי[oz]*1.378[mils/oz])

חישוב שכבה פנימית

בהתבסס על תקן IPC-2221, הערכים הדרושים לקלט בנוסחה המוזכרת אם אתה מחשב שכבות פנימיות צריכים להיות הבאים:

k = 0.024, b = 0.44, c = 0.725

חישוב שכבה חיצונית

IPC-2221 מציין את הערכים הבאים עבור שכבות חיצוניות בעת חישובן:

k = 0.048, b = 0.44, c = 0.725

מחשבון עקבות PCB IPC-2221 סטנדרטי

מחשבון עקבות PCB IPC-2221 סטנדרטי

נוסחה לחישוב התנגדות

כאשר עוברים על חישוב התנגדות עקבות, התחל על ידי שינוי שטח החתך מ-[mils2] ל-[cm2].

אתה יכול לעשות זאת על ידי הכפלת המיילים ב-2.54, לאחר מכן הכפלת התוצאה ב-2.54 שוב, ולאחר מכן חלוקת התוצאה ב-10-6.

לאחר השלמת חישוב זה, תכמת את התנגדות העקבות שלך באמצעות:

R = (ρ * L / A') * (1 + α * (TTEMP – 25 מעלות צלזיוס)).

חישוב התנגדות

חישוב התנגדות

נוסחה לחישוב נפילת מתח

נפילת מתח היא הירידה בפוטנציאל החשמלי בזמן שהוא נע דרך זרם במעגל חשמלי. המשוואה לקביעת ירידת המתח היא:

VDROP = זרם מקסימלי * התנגדות עקבות.

זרם מירבי הוא הזרם שיגרום למפל המתח המשמעותי ביותר במעגל שלך, והתנגדות עקבות היא ההתנגדות של המוליך המשמש לניתוב הזרם המרבי הזה.

חישוב נפילת מתח

חישוב נפילת מתח

נוסחה לחישוב פיזור כוח

פיזור הספק הוא כמות האנרגיה החשמלית המומרת לחום. זה קורה כאשר גאדג'ט חשמלי יוצר חום, שגורם לאובדן אנרגיה או בזבוז. התקן IPC-2221 מגדיר את פיזור הספק כ:

PLOSS = התנגדות * זרם מרבי²

חישוב פיזור כוח

חישוב פיזור כוח

סיבות להשתמש במחשבון רוחב עקבות

אם אתה בתהליך של תכנון מעגל, אז סביר להניח שכבר התחלת להבין את האלמנטים השונים שצריך לכלול. כנראה שקלת נגדים, קבלים, ו משרנים. סביר להניח שאפילו חשבת על כמה מקום כל אלמנט יתפוס בלוח שלך.

מחשבון רוחב עקבות הוא כלי שימושי שיכול לעזור לך לקבוע את הרוחב המתאים של עקבות בעיצוב ה-PCB שלך. זה יכול לשמש כדי להבטיח שהמעגל שלך עובד כמו שצריך, וזה יכול גם לעזור לך להפחית את כמות הפסולת שאתה יוצר כשאתה יוצר PCB.

הסיבה העיקרית שבגללה אתה צריך להשתמש במחשבון רוחב עקבות היא שאם לא תעשה זאת, אתה עלול להסתיים במעגל לא שלם או אפילו לא פונקציונלי. זה יכול להיות מתסכל עבור חובבים ומקצוענים כאחד שרוצים לוודא שהמעגלים שלהם פועלים כהלכה לפני שהם שולחים אותם לייצור.

איזו יחידת מידה היא מילס?

מילס היא יחידת מדידה המשמשת בייצור מעגלים מודפסים. זוהי יחידת מדידה המתארת ​​את העובי של א מסכת ריתוך. לדוגמה, אם יש לך מסכת הלחמה בעובי 1 מיליליטר, זה אומר שעוביה 1 אלפית האינץ'.

זה משמש בדרך כלל על ידי יצרנים כדי לתאר את העובי של שכבות על הלוח, והוא משמש גם כדי לתאר כמה עבה ה לרתך הוא שישמש לחיבור רכיבים לעקבות הנחושת.

מה המשמעות של עליית טמפרטורה?

עליית טמפרטורה היא ההבדל בין הטמפרטורה של מפרק הלחמה כאשר הוא נחשף לראשונה לחום, לבין הטמפרטורה שלו כאשר הוא התקרר.

ניתן למדוד ולשלוט עלייה זו בטמפרטורה בתהליך ייצור המעגלים המודפסים, שכן יש צורך להבטיח שההלחמה המחברת רכיבים למעגל המודפס לא תימס לפני שהיא צריכה.

חשוב לדעת כמה הטמפרטורה תעלה בתהליך ייצור מעגלים מודפסים מכיוון שזה יכול לעזור לך לקבוע אם רכיב ייסדק או לא עקב התפשטות תרמית.

 

סיכום

יש הרבה שצריך לקחת בחשבון בעת ​​תכנון מעגלים, והמטרה הראשונה שלך צריכה להיות לוודא שניתן לעשות זאת בצורה בטוחה ויעילה. על ידי הקדשת זמן לבניית בסיס מוצק עם דיאגרמת מעגלים, אתה יכול להבטיח שה-PCB שלך יתפקד כמתוכנן לאחר שהוא יוצר כראוי. זה יחסוך לך זמן וכסף בטווח הארוך ויאפשר לך להתמקד בדברים המהנים: למעשה לייצר את המעגל.

מחשבון עקבות PCB יכול להתמודד עם צורכי PCB רבים עבור כל מעגל נתון והוא מאוד ידידותי למשתמש. כל שעליך לעשות הוא להקליד את הנתונים המתבקשים, ותוכל לקבוע באופן מיידי איזה רוחב עקבות יידרש עבור כל שכבה בודדת של הלוח. על ידי שימוש זה, אתה מוודא שאין מקום מבוזבז ואתה יכול להיות בטוח שהעיצוב שלך מבוצע ללא רבב.

עדכן העדפות קובצי Cookie
גלול למעלה