Guidage de largeur de trace PCB

Question

J'ai donc récemment hérité d'un design en tant que nouveau diplômé et je suis actuellement en train de travailler sur la prochaine révision du conseil. La conception exige actuellement qu'une ligne 24VAC sorte d'un relais G6k, quitte la carte via un connecteur et active éventuellement un contacteur plus grand dans le boîtier de la carte. La conception actuelle a généralement des lignes de signal de 10 mil, mais pour le 24VDC et le 24VAC, le concepteur précédent a essayé d'utiliser des lignes de 20 mil.

Le problème est, dans ce cas, qu'il a utilisé des lignes de 10 mil pour la trace de 24 V CA qui finit par sortir vers le contacteur. La bonne nouvelle est que nous alimentons simplement les relais avec la trace. J'ai testé l'ampérage sortant du relais sur la carte, et ce n'est qu'environ 230 mA environ, ce qui semble bien dans les seuils pour une trace de 1 oz 10 mil.

Je sais que c'est une question fréquemment posée et j'ai fait la lecture, mais j'aimerais avoir l'opinion de quelqu'un avec un peu plus d'expérience. 24VAC sur une trace de 10mil ok si nous n'essayons pas de tirer trop de courant? On dirait que je pourrais tirer 4x cela avant de devoir commencer à me demander si je peux faire confiance à ces calculatrices dans une mesure quelconque.

Merci pour toute aide ou conseil!

Answer 1

En utilisant le graphique d'AnalogKid, avec une simple élévation de 10 ° C, à une surface de section transversale de 10 mils, vous avez droit à 0,75 ampère.

Avec une feuille standard de 1,4 mils d'épaisseur, vous n'avez besoin que de 7 mils de largeur. Donc ce graphique / nomographe suggère que vous êtes tout à fait OK.

Comme l'indiquent les commentaires / réponses, tout est question de CHALEUR et D'AUGMENTATION DE TEMPÉRATURE>

Si vous avez un AVION SOUS cette trace, la chaleur coulera vers le bas et refroidira considérablement la trace.

Si la trace est COURTE, la chaleur s'écoulera par les extrémités, refroidissant facilement et considérablement la trace.

La feuille standard a une élévation thermique de 70 ° C par watt par carré de feuille (1,4 mils d'épaisseur ou 35 microns). Ainsi, une trace de 10 mil de large, épaisseur de feuille standard, qui mesure 1 pouce de long aura 70 ° C fois 1000 mils / 10 mils = 70 * 100 ==

• Chauffage à 7000 degrés C si vous dissipez un watt au milieu de la trace

Mais pour dissiper un watt, avec 100 carrés fois 0,000500 ohms par carré, ou 0,05 ohms, en utilisant Power = I * I * R, il vous faut 1watt / 0,05ohms = 20, donc 4,5 ampères.

Avec 0,45 ampères, la puissance est de 0,01 watt (et est répartie sur toute la trace, pas seulement au milieu), l'élévation est de 0,01 watt * 7000 degrés C par watt, ou

• 70 degrés d'élévation, si toute la chaleur s'écoule d'une extrémité de la trace à l'autre extrémité

Si vous générez la chaleur uniformément et laissez la chaleur s'écouler aux DEUX extrémités, l'augmentation de la température est bien moindre.

Et c'est sans AVION en dessous.

Notez que les PCB à 4 couches peuvent avoir le plan 2X plus proche des traces chaudes, ce qui vous donne une réduction GRATUITE de 2: 1 de l'élévation de température.

Pour développer votre propre instinct à ce sujet, procurez-vous un tampon quadrillé et esquissez la trace de cuivre qui vous tient à cœur.

Utilisez ces chiffres:

• résistance thermique d'une feuille d'épaisseur standard si 70 ° C par watt par carré de feuille, pour n'importe quelle taille de carré.

• la résistance électrique de cette même feuille est de 0,000500 (1/2 000) ohms par carré, pour n'importe quel carré de taille

Answer 2

Sans entrer dans les impédances constantes et les effets RF, le dimensionnement d'une trace de carte de circuit imprimé pour son application d'alimentation est une question de chaleur. Certains calculateurs en ligne vous donnent des traces d'augmentation de température, avec des valeurs différentes pour les traces internes sur les cartes multicouches et celles sur les deux couches de surface. Pour 1/4 A, j'augmenterais la largeur de la trace à au moins 50 mils et utiliserais 100 mils s'il y a de la place. Cela ne coûte rien.

Une recherche de «tableau de largeur de trace de carte de circuit imprimé» a fait apparaître le graphique classique. Je vois la ligne des 10 degrés C comme une limite du désespoir - ne la franchissez jamais et ne vous en approchez pas à moins que cela ne soit absolument nécessaire.

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Mon expérience: plus de 50 ans dans la conception de circuits et de circuits imprimés, les 16 derniers dans les systèmes MIL robustes.