¿Cómo conectar grandes trazas a pads en PCB?

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Estoy diseñando un PCB, y una corriente de 10 A-15 A fluye en una traza. Creo que una pista de 300 mil debería usarse para 1 oz de espesor de Cu. Veo que es imposible conectar dos almohadillas con una pista de 300 usted , ya que viola las reglas de diseño y también otras almohadillas incluido en el rastreo, que no es deseado.

Figura: conexión de traza de 300 mil de ancho, entre la almohadilla y el rastro de 300, hay un rastro de 80 mil (arriba) y un rastro de 60 mil (abajo).

Lo que pido es:

¿Puede esta conexión transportar la corriente que pueden llevar un rastro de 300 mil? ¿Qué medidas deben tomarse?

    
pregunta electro103

3 respuestas

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Hay dos valores de los que debe preocuparse: caída de voltaje y disipación de energía. Ambos son simples Leyes de Ohm y son funciones de la resistencia de rastreo.

La resistencia de traza es un producto de su área de sección transversal, y su longitud.

Reduce la longitud y tu reduce la resistencia. Reduce el ancho y aumentas la resistencia.

Por lo tanto, puede tener una ejecución más corta de un rastreo más estrecho y aún manejar la corriente.

La fórmula para calcular la resistencia de una traza es:

$$ R = \ rho \ frac {l} {A} \ cdot (1 + (\ alpha \ cdot \ Delta T)) $$

  • \ $ \ rho \ $ es la resistividad, que para el cobre es \ $ 1.68 × 10 ^ {- 8} \ Omega / m \ $.
  • A es el área de la sección transversal en m²
  • l es la longitud de traza en m
  • \ $ \ alpha \ $ es el coeficiente de temperatura, que para el cobre es 0.003862 a 20 ° C.
  • \ $ \ Delta T \ $ es la diferencia de temperatura de 20 ° C

Entonces, para una traza de 300 mil (7.62 mm) a 1 oz, que tiene un espesor de 0.0347 mm, una sección transversal rectangular sería

$$ 0.00762 \ veces 0.0000347 = 0.000000264m² $$

Por supuesto, con el grabado y otros factores no será tan grueso, ni perfectamente rectangular, así que redúzcalo un poco, digamos que, por conveniencia, es de 0.0000002 m².

Luego tienes una traza de 0.05 m de largo (5 cm). ¿Cuál es la resistencia de esa traza en, digamos 23 ° C?

$$ R = 1.68 × 10 ^ {- 8} \ frac {0.05} {0.0000002} \ cdot (1 + (0.003862 \ veces 3)) $$ $$ R = 1.68 × 10 ^ {- 8} \ veces 250000 \ veces 1.011586 $$ $$ R = 0.00425 \ Omega $$

Entonces, una vez que tengas la resistencia y conozcas la corriente, puedes aplicarle la simple Ley de Ohm. Di 15A, tu valor superior.

El voltaje caído a través de esa traza es $$ V = IR = 15 \ veces 0.00425 = 0.064V $$

La disipación de potencia será $$ P = I ^ 2R = 15 \ veces 15 \ veces 0.00425 = 0.956W $$

Así que ahora puedes calcular cuál sería la caída de voltaje y la disipación de energía sobre tus pequeños rastros para ver si es tolerable.

También hay varios trucos que puedes emplear para manejar corrientes más grandes. Uno de los más comunes (y de la vieja escuela) es dejar las huellas desenmascaradas y luego inundarlas con soldadura adicional. Esto aumenta enormemente el área de la sección transversal, reduciendo así la resistencia. También puede usar el galvanizado para lograr un resultado similar, aunque es mucho más difícil de hacer, especialmente en una pequeña área del tablero.

También se pueden hacer cables en lugar de (o también como) trazas.

Además, también debe considerar si las conexiones y los pines utilizados en sus conectores son adecuados para transportar hasta 15A.

    
respondido por el Majenko
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Al final, todo se trata de la disipación de energía que produce calor. Las huellas más amplias obviamente reducen la resistencia, mejoran la disipación del calor y, por lo tanto, son óptimas. Tenga en cuenta que si bien la resistencia de traza es una función del ancho y la longitud, la disipación de calor también lo es. Una traza dos veces más larga puede tener el doble de resistencia de traza, pero también puede disipar aproximadamente el doble de calor. Por lo tanto, principalmente debe preocuparse por la cantidad de temperatura que puede tolerar.

- > El doble de la longitud de trazado significa más calor en general, pero no más calor por unidad de longitud de rastreo.

Calcule cuánto aumento de temperatura puede permitirse y mantenga la longitud de las trazas finas lo más corta posible. No hay un mínimo absoluto per se.

    
respondido por el Rev1.0
-3

Al igual que la resistencia de una cadena es tan fuerte como el eslabón más débil, la capacidad de carga actual de una traza es tan buena como su sección más delgada . Para la muestra que proporciona, es la sección 60 mil . Aunque el cobre "extra" provisto por la sección más gruesa ayuda a eliminar el calor, no hace nada por la capacidad de carga actual de la traza. Por lo tanto, el número que debe usar para los cálculos, debe ser 60 no 300 mil. Si los 300 mil trazos son válidos para 15A, entonces el trazo de muestra sería bueno solo para 15A x (60/300) = 3A .

    
respondido por el Guill

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