Pertanyaan dan topik serupa telah diajukan sebelumnya seperti

• Lebar jejak standar PCB?
• Formula untuk penurunan tegangan vs lebar jejak PCB, suhu, arus, dan panjang jejak

Saya telah menggunakan PCB Toolkit di masa lalu dan saya belum memiliki masalah praktis, tetapi saya juga tidak memiliki lebih dari 1A yang menelusuri jejak sinyal sebelumnya. Yang saya perhatikan adalah ada perbedaan antara beberapa kalkulator. Saya ingin tahu set alat mana yang lebih tepercaya.

Saya mengerti bahwa ada banyak gambar dengan informasi di seluruh gambar, Anda dapat langsung ke bagian bawah pertanyaan ini untuk ringkasan gambar yang ditampilkan jika itu lebih mudah.

Toolkit PCB

Dengan pengubah IPC-2152 diaktifkan

Jendela umum terlihat seperti ini

Saya telah bermain-main dengan lebar konduktor sampai saya bisa ~ 2A. Pengaturan input saya adalah sebagai berikut

Saya percaya rumah hebat saya dimulai dengan basis 0,5oz dan kemudian piring.

Berikut adalah hasil untuk lapisan luar

Lapisan internal (Saya telah memperbarui lebar konduktor saya menjadi 22 juta)

Jika saya mengubah opsi dari hadir pesawat ke tidak ada pesawat hadir, saya mendapatkan serangkaian nilai yang berbeda.

Menjaga pengaturan untuk lapisan eksternal tetap sama, dan hanya mengubah bidang yang ada: tidak

Dengan IPC-2152 tanpa pengubah diaktifkan

Dari pertanyaan yang saya ajukan sebelumnya, Apakah udara paksa pada PCB meningkatkan kapasitas penelusuran saat ini? , yang tampaknya menunjukkan bahwa pembuangan panas meningkatkan batas arus, maka keberadaan pesawat membantu pendinginan dan karenanya dapat menangani arus yang lebih tinggi daripada tanpanya.

CircuitCalculator.com : Kalkulasi Lebar Jejak PCB

Saya berharap bahwa nilainya sama antara keduanya, tetapi sebenarnya tidak.

Jika saya memasukkan nilai yang sama dengan yang saya masukkan untuk PCB Toolkit (dengan pengecualian status pesawat saat ini dan tembaga dasar dan pelapisan tembaga. Saya mendapatkan yang berikut

**Summary**
The following all has a target current of ~2A with a 20C temp rise.
PCB Toolkit with IPC-2152 modifiers           Internal Trace       22 mils
PCB Toolkit with IPC-2152 without modifiers   Internal Trace       55 mils
Circuit Calculator                            Internal Trace       52.6 mils

PCB Toolkit with IPC-2152 modifiers           External Trace       12 mils
PCB Toolkit with IPC-2152 without modifiers   External Trace       36 mils
Circuit Calculator                            External Trace       20.2 mils

Jadi pertanyaan saya adalah, mana yang benar karena saya juga mencoba mempertahankan garis 50 ohm jika memungkinkan? Saya condong ke arah PCB Toolkit ini lebih akurat, karena kalkulator online menggunakan IPC-2221A dan situs web tampaknya tidak diperbarui sejak Maret 2008 (entri blog terakhir).

Pada akhirnya, yang saya cari adalah eksternal / jejak terkecil, yang dapat menangani 2A tanpa berlebihan pada ketebalan tembaga. Jejak yang lebih kecil memudahkan untuk mendapatkan garis 50 ohm tanpa harus menambah ketebalan papan saya.

Saya akan mencoba menjawab pertanyaan ini dari penelitian saya sendiri tentang ini.

Banyak kalkulator daring untuk lebar jejak vs arus berasal dari dokumen yang diterbitkan bertahun-tahun yang lalu. Beberapa sumber mengatakan itu pada 1950-an, tetapi saya belum dapat menemukan tanggal pertama kali dipublikasikan. (Dalam keadilan, saya juga tidak terlihat sulit). IPC-2221 adalah Standar Umum untuk Desain Papan Cetak.

Saya menemukan salinan IPC-2221 di sini [tautan]

Versi yang lebih modern dari dokumen ini ada (saya tidak punya tanggal), dan itu adalah IPC-2152 yang sejak itu memperbarui beberapa informasi lama di masa lalu. Jika dokumen asli diterbitkan pada 1950-an, maka desain PCB memiliki beberapa jalan panjang, seperti penggunaan pesawat dan papan multilayer.

Perangkat lunak PCB Toolkit menggunakan (secara default) IPC-2152 dengan sesuatu yang disebut pengubah. Saya akan mendapatkan lebih banyak tentang itu segera. Situs web lain, ( http://www.smps.us/ ) juga menyediakan kalkulator untuk lebar jejak vs arus dan menggunakan IPC-2152 sebagai tautan dasar dan badan menyertakan beberapa penjelasan tentang perbedaan dengan yang lama dan yang baru.

Sampai saat ini, sumber utama untuk menghitung lebar jejak papan sirkuit cetak (PCB) untuk kenaikan suhu adalah plot yang berasal dari percobaan yang dilakukan lebih dari setengah abad yang lalu.

Ini dikatakan ..

Standar baru IPC-2152, yang didasarkan pada studi terbaru jauh lebih terlibat. Ini memberikan lebih dari 100 angka yang berbeda dan memungkinkan Anda memperhitungkan banyak faktor tambahan, seperti ketebalan PCB dan konduktor, jarak ke bidang tembaga, dll.

Sisa halaman termasuk kalkulator dan beberapa persamaan dan bagaimana dan mengapa penulis melakukan hal-hal tertentu, tetapi satu hal yang dia katakan adalah

Jika Anda memiliki PCB multi-layer dengan bidang tembaga di dekat konduktor Anda, ∆T yang sebenarnya akan jauh lebih rendah. Namun, untuk papan yang tebalnya kurang dari 70 mil tanpa pesawat, suhunya mungkin lebih tinggi. Oleh karena itu IPC merujuk pada Gambar.5-2 sebagai konservatif dapat menyesatkan. Bagaimanapun, untuk mencerminkan kondisi aplikasi tertentu, seseorang dapat memperkenalkan faktor koreksi (modifikasi) sebagai rasio antara actualT aktual dan generik yang diperkirakan.

Saya pikir ini adalah pengubah yang kita lihat dengan PCB Toolkit. Ketika saya pasang nilai yang sama untuk PCB Toolkit dan kalkulator online ini, saya mendapatkan hasil yang sama **

** Lebar jejak internal sesuai dengan lebar revisi kalkulator online.

Dokumen itu juga secara sewenang-wenang mengasumsikan bahwa konduktor internal hanya dapat membawa setengah dari arus yang luar. Pada kenyataannya, seperti yang disebutkan dalam standar baru, lapisan dalam dapat benar-benar menjadi lebih dingin karena dielektrik memiliki konduktivitas termal 10 kali lebih baik daripada udara.

Saya pikir ini menarik dan menurut Wikipedia

Thermal conductivity, through-plane 0.29 W/m·K,[1] 0.343 W/m·K[2]
Thermal conductivity, in-plane  0.81 W/m·K,[1] 1.059 W/m·K[2]

dan The Engineering Toolbox pada sekitar 20C, konduktivitas termal udara adalah 0,0257 W / m · K

Jadi jika Anda memiliki pesawat, dielektrik menyebarkan panas itu, sehingga jejak Anda benar-benar dapat menangani lebih banyak arus daripada yang diperkirakan sebelumnya.

TL; DR IPC-2152 adalah standar baru untuk lebar jejak vs arus, dan termasuk disipasi panas dengan pesawat sehingga jejak dapat menangani lebih banyak arus, daripada yang diperkirakan sebelumnya.

PCB Toolkit (program) dan http://www.smps.us/pcb-calculator.html gunakan standar baru ini. Jadi, jika Anda perlu memeras lebih banyak jejak dengan peringkat saat ini yang lebih tinggi, atau jika Anda mencoba untuk mencapai target impedansi dan dapat menangani beban yang lebih tinggi, IPC-2152 akan dapat membantu. Namun, jika Anda bisa menjadi lebih besar, menjadi lebih besar karena lebih baik bersikap konservatif, tetapi jika Anda perlu menekan lebih banyak dan dianggap "aman", maka saya pikir inilah caranya.

Saya telah menggunakan kalkulator lintasan PCB sebelumnya tetapi saya tidak puas dengan hasilnya. Alasan utama adalah fakta bahwa penelitian yang dilakukan sudah cukup tua dan kedua, kalkulator ini memisahkan Anda dari kondisi penelitian seperti - apa faktor keselamatan yang dipertimbangkan pada saat penelitian, apa kondisi operasi, apa kualitas PCB dll. Selain itu, setelah Anda mendapatkan PCB yang sepenuhnya dibuat, spesifikasinya akan sangat berbeda dari nilai teoretis. Untuk ketebalan konduktor yang tepat akan tergantung pada semua proses yang dilakukan oleh perusahaan fabrikasi. Karena itu menjadi sulit / tidak efisien untuk menggunakan hasil teoritis dalam skenario kehidupan nyata.

Kembali ke dasar-dasar, kapasitas penanganan ampere terkait dengan fisika dasar. Jejak apa pun akan memiliki resistensi terbatas. Saat Anda melewatkan arus di bawah potensi penurunan, akan ada disipasi daya P = V * I di trek. Jika titik lebur trek tercapai, PCB Anda akan rusak. Itu dia.

Saya akan menyarankan pendekatan praktis daripada pergi ke teori. Idenya adalah untuk mendapatkan PCB yang dibuat dengan jejak yang dibuat dengan ketebalan yang bervariasi, ditempatkan sejajar satu sama lain. Juga dapatkan papan ini dalam berbagai ketebalan tembaga (35 mikron, 70 mikron dll). Gunakan ini sebagai papan referensi untuk rumah fabrikasi tertentu (hanya untuk berada di sisi paranoid). Kapan pun Anda ingin menemukan kapasitas lebar jejak saat ini, cukup gunakan sinyal ke jejak yang menurut Anda tidak akan meleleh pada arus ini. Biarkan di sana selama beberapa saat sampai jejaknya mencapai suhu stabil. Coba rasakan suhunya dengan tangan (atau ukur dengan menggunakan termometer non-kontak atau apa pun yang dapat Anda gunakan).

Pastikan Anda melakukan pengujian untuk kondisi terburuk yang dapat dimasuki pcb Anda. Setelah mendapatkan suhu, Anda dapat dengan mudah menentukan lebar jejak untuk digunakan.