Guía de ancho de traza de PCB

Aug 21 2020

Así que recientemente heredé un diseño como un recién graduado y actualmente estoy en el proceso de trabajar en la próxima revisión de la junta. El diseño actualmente requiere que una línea de 24 VCA salga de un relé G6k, salga de la placa a través de un conector y, finalmente, encienda un contactor más grande en la carcasa de la placa. El diseño actual suele tener líneas de señal de 10 mil, pero para las de 24 V CC y 24 V CA, el diseñador anterior intentó utilizar líneas de 20 mil.

El problema es que, en este caso, usó líneas de 10 mil para la traza de 24 VCA que eventualmente envía al contactor. La buena noticia es que solo estamos alimentando relés con la traza. Probé el amperaje que sale del relé en la placa, y es de solo 230 mA más o menos, lo que parece estar bien dentro de los umbrales para una traza de 1 oz 10 mil.

Sé que esta es una pregunta frecuente y he estado leyendo, pero me encantaría una opinión de alguien con un poco más de experiencia. 24 VCA en una traza de 10 mil, ¿está bien si no estamos tratando de extraer demasiada corriente? Parece que podía sacar 4 veces más de eso antes de tener que empezar a preocuparme si puedo confiar en estas calculadoras hasta cierto punto.

¡Gracias por cualquier ayuda u orientación!

Respuestas

analogsystemsrf Aug 21 2020 at 03:43

Usando el gráfico de AnalogKid, con un simple aumento de 10 ° C, en un área de sección transversal de 10 milésimas de pulgada, se le permiten 0.75 amperios.

Dado que la lámina estándar tiene un grosor de 1,4 milésimas de pulgada, solo necesita 7 milésimas de pulgada de ancho. Entonces ese gráfico / nomograma sugiere que estás bastante bien.

Como dicen los comentarios / respuestas, se trata de CALOR y AUMENTO DE TEMPERATURA>

Si tiene un AVIÓN DEBAJO de ese rastro, el calor fluirá hacia abajo y enfriará mucho el rastro.

Si el trazo es CORTO, entonces el calor fluirá por los extremos, enfriará fácilmente y en gran medida el trazo.

La lámina estándar tiene un aumento térmico de 70 ° C por vatio por cuadrado de lámina (1.4 milésimas de pulgada de espesor o 35 micrones). Por lo tanto, traza de 10 mil de ancho, espesor de lámina estándar, que tiene 1 pulgada de largo tendrá 70 ° C por 1000 milésimas de pulgada / 10 milésimas de pulgada = 70 * 100 ==

  • Calentamiento de 7.000 grados C si disipa un vatio en medio de la traza

Pero para disipar un vatio, con 100 cuadrados por 0.000500 ohmios por cuadrado, o 0.05 ohmios, usando Power = I * I * R, necesitas 1watt / 0.05ohms = 20, por lo tanto 4.5 amperios.

Con 0,45 amperios, la potencia es de 0,01 vatios (y se extiende por todo el trazo, no solo en el medio), el aumento es de 0,01 vatios * 7.000 grados C por vatio, o

  • Aumento de 70 grados, si toda la amenaza fluye de un extremo de la pista al otro extremo

Si genera el calor de manera uniforme y deja que el calor fluya por AMBOS extremos, el aumento de temperatura es mucho menor.

Y eso es sin un AVIÓN debajo.

Tenga en cuenta que los PCB de 4 capas pueden tener el plano 2 veces más cerca de las trazas calientes, lo que le brinda una reducción GRATUITA de 2: 1 en el aumento de temperatura.

Para desarrollar sus propios instintos sobre esto, obtenga un cuaderno de cuadrilla y dibuje el rastro de cobre que le importa.

Utilice estos números:

  • resistencia térmica de la hoja de espesor estándar si 70 ° C por vatio por cuadrado de hoja, para cualquier tamaño de cuadrado.

  • La resistencia eléctrica de esa misma lámina es de 0,000500 (1 / 2,000) ohmios por cuadrado, para cualquier tamaño de cuadrado

AnalogKid Aug 21 2020 at 01:42

Sin entrar en impedancias constantes y efectos de RF, dimensionar una traza de placa de circuito impreso para su aplicación de energía se trata de calor. Algunas calculadoras en línea le brindan un aumento de temperatura de trazas, con valores diferentes para las trazas internas en tableros multicapa y los de las dos capas superficiales. Para 1/4 A, aumentaría el ancho de la traza a al menos 50 milésimas de pulgada y usaría 100 milésimas de pulgada si hay espacio. Cuesta cero.

Una búsqueda de 'tabla de ancho de traza de placa de circuito impreso' mostró el gráfico clásico. Veo la línea de 10 ° C como un límite de desesperación: nunca la cruce y no se acerque a ella a menos que sea absolutamente necesario.

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Mi experiencia: más de 50 años en el diseño de circuitos y placas de circuitos, los últimos 16 en sistemas MIL resistentes.