Resistencia de planos con Vias

Navega tus respuestas
2

Tengo un rastro de potencia largo y ancho (0.3 "x 3") que se duplica en varias capas de un PCB. Para algunos fines térmicos, hay muchas vías térmicas insertadas en la traza (consulte la figura a continuación). Imagino que la resistencia de CC aumenta en función del número de vías en esta traza y me gustaría calcularla. También me gustaría ignorar la ubicación real y la ubicación de las vías, y soy consciente de que algunas simplificaciones pueden ser necesarias.

  1. ¿EsposiblecalcularR(N_VIAS)paraunsoloplano(conorificiosenél),yluegohacerparaleloatodoslosplanos(asumiendoquepocaoningunacorrienteenrealidadvaentrelosplanosatravésdelasvías)?
  2. ¿Es"no corriente a través de las vías" una buena suposición para DC (o baja frecuencia, por ejemplo, 60Hz)?
  3. ¿Cómo empiezo a derivar una expresión analítica para la resistencia de DC en función de la cantidad de vías? No hay necesidad de obtener todo para mí, siempre que pueda obtener un punto de partida.
  4. Si tuviera que importar el diseño real en una herramienta de elementos finitos, ¿qué herramientas se recomiendan para este tipo de análisis?

¡Gracias de antemano por la ayuda!

    
pregunta Dweeberkitty

1 respuesta

2

En realidad no debería aumentar notablemente la resistencia. Lo que hay que recordar es que la vía es ahora parte del avión: ahora tienes un cilindro alto de cobre en lugar de un círculo.

Si calcula el área de cobre, puede que, dependiendo del tamaño de la vía, encuentre que el área de cobre de la vía es en realidad mayor que la del cobre que habría estado en su lugar. Por supuesto, la vía será un material más delgado, pero es poco probable que haga una gran diferencia.

  1. Para calcularlo exactamente, debe conocer las dimensiones de la vía, el grosor de la galjanoplastia y la resistividad del material (cobre, estaño, etc.) que constituye la vía.

  2. Dado que estamos hablando de frecuencias sin RF, puede considerar todo a medida que el elemento agrupado y el análisis sea mucho más fácil. El plano de cobre es esencialmente una resistencia, como lo son las vías. La corriente a través del plano se distribuirá a través de cada camino posible proporcionalmente a la resistencia de ese camino. Si tiene cobre en la parte superior e inferior conectadas a través de vías, y luego tiene un suministro en un extremo y una carga en el otro, la corriente fluirá a través de las vías y el plano.

    Podría, si conoce la resistencia de las vías y el plano, terminar dibujando un árbol de resistencias muy grande y complicado para representarlo, pero en la práctica encontrará que los números son tan pequeños que los errores de redondeo durante los cálculos probablemente será tanto como la diferencia que hacen las vías con la resistencia.

  3. La resistencia está dada por la siguiente ecuación (donde \ $ \ rho \ $ es resistividad, \ $ L \ $ es longitud, \ $ A \ $ es área y \ $ R \ $ es la resistencia) . \ $ rho \ $ se puede encontrar en cualquier libro de texto o fuente de Internet, y los otros parámetros dependerían de las dimensiones de la vía: desplegar un cilindro en un cuboide y calcular su resistencia. Calcule la resistencia del círculo de cobre que de otro modo tomaría su lugar. El segundo menos el primero te dará la diferencia de resistencia que la vía hace al avión.

$$ R = \ frac {\ rho L} {A} $$

  1. No tengo idea. Cualquier cosa que desee, solo implica un poco de integración básica, multiplicación, etc.
respondido por el Tom Carpenter

Lea otras preguntas en las etiquetas

VHDL: ¿Es posible tener una cadena de "longitud variable" en VHDL como en los lenguajes de programación? Mediciones diferenciales con sondas de osciloscopio de alto voltaje