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Introduction
Lorsque vous concevez une carte de circuit imprimé (PCB), vous devez garder à l'esprit toutes les différentes choses qui vont se trouver sur votre carte. Il y aura des composants, et ils devront être connectés les uns aux autres. Le calculateur de trace PCB est utile ici.
Description de Calculateur de traces PCB
Un outil qui peut vous aider à calculer le nombre de traces dans votre circuit imprimé. Cette calculatrice est conçue pour les professionnels qui travaillent avec des PCB et qui ont besoin de savoir combien de traces ils peuvent contenir sur leur carte.
Le calculateur vous fournit une estimation du nombre de pistes que vous pouvez intégrer sur une surface donnée, par exemple un carré ou un cercle. Il vous propose également différentes options de matériaux pour vos circuits imprimés. Vous pouvez ainsi choisir entre des feuilles de cuivre simple face ou double face.
Le calculateur vous donnera alors une estimation basée sur ces sélections et l'affichera sous forme graphique afin qu'il soit facile de comprendre quel type d'options de densité de trace sont disponibles.
Calculateur de traces de PCB
Quelle quantité de courant une trace de circuit imprimé peut-elle transporter ?
En ce qui concerne la capacité de transport de courant des pistes de circuits imprimés, les normes IPC indiquent que la capacité de transport de courant continu d'une piste de circuit imprimé peut atteindre environ 30 A.
Cela signifie qu'une piste de circuit imprimé conçue pour supporter un courant maximal de 30 A peut être utilisée dans un circuit nécessitant un courant supérieur. Cependant, une telle utilisation peut endommager le circuit, voire provoquer un incendie.
Mais n'oubliez pas que la capacité de charge actuelle d'une piste PCB dépend de sa longueur et de sa largeur, ainsi que du matériau à partir duquel elle est fabriquée.
Courant de trace PCB
Limite du montant actuel pouvant être calculé
Cet outil permet de calculer une largeur de piste maximale de 400 mils. La densité de courant maximale est de 35 ampères par pouce carré et l' épaisseur maximale de cuivre est de 3 onces par pied carré. Les températures peuvent varier de 10 à 100 degrés Celsius. Si vous saisissez des valeurs hors de ces plages, le calculateur effectuera une extrapolation pour fournir un résultat plus précis.
Largeur de trace PCB
Comment utiliser le calculateur de trace PCB ?
Cet outil vous aide à déterminer l'espacement idéal des pistes de votre circuit imprimé. Il calcule pour cela la capacité, l'inductance, la résistance et l'impédance d'une piste.
La première étape de l'utilisation du calculateur de pistes PCB consiste à saisir toutes les données pertinentes concernant votre circuit imprimé.
Mode normal
Ce sont les données nécessaires pour calculer les traces de PCB en mode normal. Vous devez rassembler les données suivantes :
Lieu
C'est la première chose que vous devez savoir lorsque vous utilisez le calculateur de trace PCB. Ces données vous aident à déterminer la longueur d'un côté de votre tableau et l'espace dont vous disposez pour travailler.
Largeur de trace
Vous pouvez obtenir ces informations à partir de votre schéma ou fichier de conception. Si vous n'avez pas de schéma ou de fichier de conception, vous pouvez utiliser vos propres mesures pour le diamètre et la longueur de la trace en utilisant un pied à coulisse pour les mesurer directement sur votre carte de circuit imprimé (PCB).
Épaisseur de trace
Il s'agit de la quantité d'espace entre chaque trace sur le circuit imprimé. Cette valeur détermine la quantité de courant qui peut traverser un circuit sans surchauffe ni épuisement. Plus la trace est épaisse, plus elle peut transporter de courant, mais en même temps, elle augmente également la résistance. Lors de la conception de votre PCB, il est essentiel d'examiner les deux éléments et de décider si votre conception nécessite des traces épaisses ou fines.
Élévation de température maximale
Ce calcul prend en compte les matériaux de la piste du circuit imprimé, ainsi que leur résistivité, leur épaisseur et leur longueur. Il s'agit d'un calcul essentiel lors de la conception d'une piste, car il permet de déterminer si la conception pourra dissiper la chaleur générée par le courant qui la traverse.
Calculateur de trace PCB en mode normal
Mode avancé
Voici les données que vous devez collecter en mode avancé :
Température ambiante
La température de l'environnement dans lequel le PCB est utilisé. Cette valeur est importante car elle affecte la résistance thermique des pistes sur le PCB et détermine donc la quantité de chaleur pouvant être dissipée de chaque piste. Lorsque le courant est délivré, la température ambiante influence le temps nécessaire pour qu'une trace chauffe jusqu'à une température donnée.
longueur du câble
La longueur de la trace doit être fournie en entrée du calculateur. Il s'agit de la distance entre les points de début et de fin de la trace.
Courant maximum
Le courant maximal est le courant maximal qui peut être transmis en toute sécurité à travers une trace sur une carte de circuit imprimé. Il est mesuré en ampères et il est généralement répertorié sur la fiche technique du composant particulier que vous utilisez.
Par exemple, si vous utilisez une alimentation de 5 V , le courant maximal sera de 20 mA (ou 0.02 A). Cette valeur se trouve généralement dans la fiche technique de votre composant.
Température de trace
La température moyenne d'une piste du circuit imprimé peut être calculée en mesurant la température de la piste à l'aide d'un thermocouple inséré à mi-chemin entre le début et la fin de chaque piste.
aux rayures
La quantité de courant électrique qui traverse une piste de circuit imprimé est mesurée en ohms. Cette valeur peut être calculée en divisant la tension aux bornes de la trace par son courant.
Chute de tension
Il est calculé en divisant la résistance totale de la trace par sa longueur et est généralement exprimé en millivolts par pouce (mV/in). Une chute de tension dans un circuit peut être causée par un certain nombre de facteurs : des matériaux résistifs dans le circuit imprimé lui-même, des charges inductives et d'autres facteurs.
Pour calculer la chute de tension, vous devez d'abord déterminer la résistance totale de votre piste, qui comprend les résistances et autres composants résistifs, ainsi que sa longueur.
Dissipation de puissance
La puissance dissipée dans une résistance est une mesure de la quantité de chaleur générée par un composant ou un circuit électronique. Par exemple, elle est égale au produit du courant qui la traverse et de la tension à ses bornes.
Pour déterminer la puissance dissipée d'une piste de circuit imprimé, vous devez d'abord calculer le produit de la largeur et de la hauteur de la piste. Vous pouvez ensuite diviser ce nombre par la résistance thermique de votre matériau pour obtenir votre réponse finale.
Calculateur de trace PCB en mode avancé
Formule du calculateur de traces de PCB Norme IPC-2221
Après avoir rassemblé toutes les données nécessaires pour calculer la trace de la carte de circuit imprimé, vous pouvez utiliser un calculateur de trace PCB qui suit la formule standard IPC-2221. Cette formule est la suivante :
Zone[mils^2] = (Courant [Amps] / (k*(Temp_Rise [deg. C]) ^b)) ^(1/c)
La largeur est un calcul :
Largeur[mils] = Superficie[mils^2]/(Épaisseur[oz]*1.378[mils/oz])
Calcul de la couche interne
Basé sur la norme IPC-2221, les valeurs nécessaires pour entrer dans la formule mentionnée si vous calculez des couches internes doivent être les suivantes :
k = 0.024, b = 0.44, c = 0.725
Calcul de la couche externe
IPC-2221 spécifie les valeurs suivantes pour les couches externes lors de leur calcul :
k = 0.048, b = 0.44, c = 0.725
Calculateur de trace PCB Norme IPC-2221
Formule pour le calcul de la résistance
Lors du calcul de la résistance des traces, commencez par changer la surface de la section transversale de [mils2] à [cm2].
Vous pouvez le faire en multipliant les mils par 2.54, puis en multipliant à nouveau ce résultat par 2.54, puis en divisant le résultat par 10-6.
Après avoir effectué ce calcul, vous quantifierez votre résistance aux traces en utilisant :
R = (ρ * L / A') * (1 + α * (TTEMP – 25 °C)).
Calcul de la résistance
Formule pour le calcul de la chute de tension
La chute de tension est la diminution du potentiel électrique lorsqu'il se déplace à travers un courant dans un circuit électrique. L'équation pour déterminer la chute de tension est la suivante :
VDROP = Courant maximum * Résistance de trace.
Le courant maximum est le courant qui provoquera la chute de tension la plus importante dans votre circuit, et la résistance de trace est la résistance du conducteur utilisé pour acheminer ce courant maximum.
Calcul de chute de tension
Formule pour le calcul de la dissipation de puissance
La puissance dissipée est la quantité d'énergie électrique qui est convertie en chaleur. Cela se produit lorsqu'un gadget électrique crée de la chaleur, ce qui entraîne une perte ou un gaspillage d'énergie. La norme IPC-2221 définit la dissipation de puissance comme :
PLOSS = Résistance * Courant maximum²
Calcul de la dissipation de puissance
Raisons d'utiliser un calculateur de largeur de trace
Si vous êtes en train de concevoir un circuit, vous avez probablement déjà commencé à identifier les différents composants nécessaires. Vous avez sans doute pensé aux résistances, aux condensateurs et aux inductances . Vous avez probablement même réfléchi à l'espace que chaque composant occupera sur votre carte.
Un calculateur de largeur de piste est un outil pratique qui peut vous aider à déterminer la largeur appropriée d'une piste dans votre conception de PCB. Cela peut être utilisé pour s'assurer que votre circuit fonctionne correctement, et cela peut également vous aider à réduire la quantité de déchets que vous créez lorsque vous fabriquez un PCB.
La principale raison pour laquelle vous devriez utiliser un calculateur de largeur de trace est que si vous ne le faites pas, vous risquez de vous retrouver avec un circuit incomplet ou même non fonctionnel. Cela peut être frustrant pour les amateurs et les professionnels qui veulent s'assurer que leurs circuits fonctionnent correctement avant de les envoyer en production.
Quelle unité de mesure est le mil ?
Le mil est une unité de mesure utilisée dans la fabrication des circuits imprimés. Elle décrit l'épaisseur d'un vernis épargne . Par exemple, un vernis épargne d'une épaisseur de 1 mil correspond à un millième de pouce.
Il est généralement utilisé par les fabricants pour décrire l'épaisseur des couches sur la carte, et il est également utilisé pour décrire l'épaisseur de la soudure qui sera utilisée pour connecter les composants aux pistes de cuivre.
Que signifie l'augmentation de la température ?
L'élévation de température est la différence entre la température d'un joint de soudure lorsqu'il est exposé pour la première fois à la chaleur et sa température lorsqu'il a refroidi.
Cette augmentation de température peut être mesurée et contrôlée dans le processus de fabrication de la carte de circuit imprimé, car il est nécessaire de s'assurer que la soudure qui relie les composants à la carte de circuit imprimé ne fond pas avant qu'elle ne le devrait.
Il est important de savoir de combien la température augmentera dans un processus de fabrication de carte de circuit imprimé, car cela peut vous aider à déterminer si un composant se fissure ou non en raison de la dilatation thermique.
Conclusion
Il y a beaucoup à considérer lors de la conception d'un circuit imprimé, et votre premier objectif devrait être de vous assurer que cela peut être fait de manière sûre et efficace. En prenant le temps de construire une base solide avec un schéma de circuit, vous pouvez vous assurer que votre PCB fonctionnera comme prévu une fois qu'il aura été correctement fabriqué. Cela vous fera gagner du temps et de l'argent à long terme et vous permettra de vous concentrer sur les choses amusantes : faire fabriquer le circuit imprimé.
PCB Trace Calculator peut gérer de nombreux besoins en PCB pour un circuit donné et est très convivial. Tapez simplement les données demandées et vous pouvez déterminer instantanément la largeur de trace nécessaire pour chaque couche de la carte. En l'utilisant, vous vous assurez qu'il n'y a pas d'espace perdu et vous pouvez être sûr que votre conception est parfaitement exécutée.
