ट्रेस के माध्यम से वर्तमान सीमा क्या है?

Question

इससे पहले भी इसी तरह के सवाल और विषय पूछे गए हैं

• मानक पीसीबी ट्रेस चौड़ाई?
• पीसीबी ड्रॉप बनाम पीसीबी ट्रेस चौड़ाई, तापमान, वर्तमान और ट्रेस लंबाई के लिए फॉर्मूला

मैंने अतीत में PCB टूलकिट का उपयोग किया है और मेरे पास व्यावहारिक मुद्दे नहीं हैं, लेकिन मेरे पास 1 ए से अधिक सिग्नल सिग्नल के माध्यम से चलने से पहले नहीं था। मैं जो देख रहा हूं वह यह है कि कुछ गणनाकर्ताओं के बीच अंतर है। मैं जानना चाहता हूं कि कौन सा उपकरण अधिक विश्वसनीय है।

मैं समझता हूं कि सभी चित्रों की जानकारी के साथ चित्रों का एक बहुत कुछ है, आप चित्रों के सारांश के लिए इस प्रश्न के नीचे छोड़ सकते हैं यदि यह आसान है।

पीसीबी टूलकिट

IPC-2152 संशोधक सक्षम होने के साथ

सामान्य खिड़की इस तरह दिखती है

मैंने कंडक्टर की चौड़ाई के साथ खेला है जब तक कि मैं ~ 2 ए करने में सक्षम नहीं था। मेरी इनपुट सेटिंग्स निम्नलिखित हैं

मेरा मानना ​​है कि मेरा फैब हाउस 0.5oz बेस से शुरू होता है और फिर प्लेट्स अप होता है।

यहाँ बाहरी परत के लिए परिणाम हैं

आंतरिक परत (मैंने अपने कंडक्टर की चौड़ाई को 22 मील तक अद्यतन किया है)

अगर मुझे प्लेन में मौजूद विकल्प को प्लेन प्रेजेंट में बदलना था, तो मुझे वैल्यू का एक अलग सेट मिलता है।

बाहरी परत के लिए सेटिंग्स को समान रखते हुए, और केवल प्लेन को वर्तमान में बदलना : नहीं

IPC-2152 के साथ संशोधक के बिना सक्षम

एक प्रश्न से, जो मैंने पहले पूछा था, क्या पीसीबी पर मजबूर हवा ट्रेस की वर्तमान क्षमता में सुधार करेगी? , जो इंगित करता है कि गर्मी लंपटता वर्तमान सीमाओं में सुधार करती है, फिर विमान की उपस्थिति शीतलन के साथ मदद करती है और इसलिए इसके बिना उच्च धाराओं को संभाल सकती है।

CircuitCalculator.com : PCB ट्रेस विथ कैलकुलेट

मुझे उम्मीद होगी कि दोनों के बीच के मूल्य समान होंगे, लेकिन वे वास्तव में नहीं हैं।

अगर मैं पीसीबी टूलकिट के लिए दर्ज किए गए समान मूल्यों को दर्ज करने के लिए था (विमान वर्तमान स्थिति और बेस कॉपर और चढ़ाना तांबे के अपवाद के साथ। मुझे निम्नलिखित मिलता है।

**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

तो मेरा सवाल है, जो सही है क्योंकि मैं भी संभव हो तो 50 ओम लाइन बनाए रखने की कोशिश कर रहा हूं? मैं उस टूल टूलकिट की ओर अधिक झुक रहा हूं, क्योंकि ऑनलाइन कैलकुलेटर IPC-2221A का उपयोग कर रहा है और वेबसाइट मार्च 2008 (अंतिम ब्लॉग प्रविष्टि) के बाद से अपडेट नहीं हुई है।

अंत में, जो मैं देख रहा हूं वह सबसे छोटा बाहरी / ट्रेस है, जो तांबे की मोटाई पर अत्यधिक होने के बिना 2 ए को संभाल सकता है। छोटे निशान मेरी बोर्ड मोटाई बढ़ाने के बिना 50 ओम लाइन प्राप्त करना आसान बनाते हैं।

Comments

परिणामों की प्रत्यक्ष तुलना में मदद मिलेगी, क्योंकि इसके बोझिल होने के लिए चारों ओर स्क्रॉल करना, चित्रों को देखना और उपयोगी मूल्यों को खोजना होगा।

— Rev1.0

@ Rev1.0 यह एक उचित बिंदु है। मुझे कुछ छवियों को एक साथ मर्ज करने दें।

— efox29

आपको लगता है कि PCB टूलकिट में 1MHz पर AC करंट के साथ गणना की गई है, जबकि सर्किटकैलकुलर टूल शायद DC को मानता है। मुझे वास्तव में लगता है कि आपको अंतिम मिल्क को निचोड़ने के बजाय केवल रूढ़िवादी रूप से डिजाइन करना चाहिए। आपके सर्किट पर कितने 2A निशान हैं? क्या आप बोर्ड आयाम के एक दर्जन से अधिक मामूली बचाने के लिए बहुत मेहनत नहीं कर रहे हैं?

— चींटी

@ पीसीबी टूलकिट में डीसी विकल्प की जाँच करने से वर्तमान में परिवर्तन नहीं होता है। यह केवल त्वचा की गहराई को प्रभावित करता है। मेरे पास 2A निशान काफी है, बोर्ड स्पेस से चिंतित होने के लिए पर्याप्त है।

— efox29

बस ब्याज के बाहर, आईपीसी के साथ "बिना और बिना" संशोधक के बीच अंतर क्या है? अंतर भारी है!

— Rev1.0

Answer 1

मैं अपने स्वयं के शोध से इस प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास करने जा रहा हूं।

ट्रेस चौड़ाई बनाम करंट के लिए कई ऑनलाइन कैलकुलेटरों को एक दस्तावेज से प्राप्त किया गया है, जो जाहिरा तौर पर वर्षों पहले प्रकाशित हुआ था। कुछ स्रोतों ने कहा है कि यह 1950 के दशक में था, लेकिन मैं पहली बार इसे प्रकाशित नहीं कर पाया था। (निष्पक्षता में, मुझे वह कठिन नहीं लगा)। IPC-2221 मुद्रित बोर्ड डिज़ाइन पर सामान्य मानक है।

मुझे यहाँ IPC-2221 की एक प्रति मिली [लिंक]

इस दस्तावेज़ का एक और अधिक आधुनिक संस्करण मौजूद है (मेरे पास तारीख नहीं है), और इसका IPC-2152 जो अतीत की कुछ पुरानी जानकारी को अद्यतन करता है। यदि मूल दस्तावेज 1950 के दशक में प्रकाशित हुआ था, तो पीसीबी डिजाइन में कुछ लंबा रास्ता है, जैसे कि विमानों और बहुपरत बोर्डों का उपयोग।

पीसीबी टूलकिट सॉफ्टवेयर (डिफ़ॉल्ट रूप से) IPC-2152 कुछ संशोधक के साथ उपयोग करता है। मैं जल्द ही उस में और अधिक हो जाएगा। एक अन्य वेबसाइट, ( http://www.smps.us/ ) भी ट्रेस चौड़ाई बनाम करंट के लिए एक कैलकुलेटर प्रदान करती है और बेसलाइन लिंक के रूप में IPC-2152 का उपयोग करती है और शरीर में पुराने और नए के साथ मतभेदों में कुछ स्पष्टीकरण शामिल हैं।

कुछ समय पहले, तापमान वृद्धि के लिए मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) की गणना की चौड़ाई का मुख्य स्रोत आधी सदी पहले किए गए प्रयोगों से प्राप्त भूखंड थे।

यह कहा जाता है ..

नया मानक IPC-2152, जो नवीनतम अध्ययनों पर आधारित है, बहुत अधिक शामिल है। यह 100 से अधिक विभिन्न आंकड़े प्रदान करता है और आपको कई अतिरिक्त कारकों को ध्यान में रखता है, जैसे कि पीसीबी और कंडक्टर की मोटाई, तांबे के विमान की दूरी आदि।

शेष पृष्ठ में एक कैलकुलेटर और कुछ समीकरण शामिल हैं और लेखक ने कुछ चीजें कैसे और क्यों कीं, लेकिन एक बात जो वह कहता है, वह है

यदि आपके पास अपने कंडक्टर के पास एक तांबे के विमान के साथ एक बहु-परत पीसीबी है, तो वास्तविक beT काफी कम होगा। हालांकि, एक विमान के बिना 70 मील से कम मोटाई वाले बोर्डों के लिए तापमान अधिक हो सकता है। इसलिए रूढ़िवादी के रूप में Fig.5 का जिक्र IPC भ्रामक हो सकता है। वैसे भी, किसी विशिष्ट एप्लिकेशन की शर्तों को प्रतिबिंबित करने के लिए, कोई अनुमानित वास्तविक और सामान्य icT के बीच अनुपात के रूप में एक सुधार (संशोधन) कारक पेश कर सकता है।

मुझे लगता है कि यह वह टूल है जिसे हम पीसीबी टूलकिट के साथ देखते हैं। जब मैं पीसीबी टूलकिट और इस ऑनलाइन कैलकुलेटर दोनों के लिए समान मूल्यों में प्लग करता हूं, तो मुझे एक ही परिणाम मिलता है **

** आंतरिक ट्रेस चौड़ाई ऑनलाइन कैलकुलेटर की संशोधित चौड़ाई से मेल खाती है।

उस दस्तावेज़ ने भी मनमाने ढंग से मान लिया कि आंतरिक कंडक्टर बाहरी लोगों के वर्तमान का केवल आधा हिस्सा ले सकते हैं। वास्तविकता में, जैसा कि नए मानक में उल्लेख किया गया है, आंतरिक परतें वास्तव में कूलर चला सकती हैं क्योंकि ढांकता हुआ हवा की तुलना में 10 गुना बेहतर तापीय चालकता है।

मुझे लगा कि यह दिलचस्प और विकिपीडिया के अनुसार है

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]

और इंजीनियरिंग टूलबॉक्स 20C पर, हवा की तापीय चालकता 0.0257 W / m · K है

इसलिए यदि आपके पास एक विमान है, तो ढांकता हुआ फैलता है जो बाहर गर्मी करता है, इसलिए आपका ट्रेस वास्तव में पहले की तुलना में अधिक वर्तमान को संभाल सकता है।

TL; DR IPC-2152 ट्रेस चौड़ाई बनाम करंट के लिए नया मानक है, और इसमें एक विमान के साथ गर्मी लंपटता भी शामिल है ताकि निशान पहले से जितना सोचा गया था, उससे अधिक वर्तमान को संभाल सकें।

PCB टूलकिट (प्रोग्राम) और http://www.smps.us/pcb-calculator.html इस नए मानक का उपयोग करते हैं। इसलिए यदि आपको उच्च वर्तमान रेटिंग के साथ अधिक निशान में निचोड़ने की आवश्यकता है, या यदि आप एक लक्ष्य प्रतिबाधा को हिट करने की कोशिश कर रहे हैं और एक उच्च भार को संभालने में सक्षम हैं, तो IPC-2152 मदद करने में सक्षम होगा। हालांकि, यदि आप बड़ा हो सकते हैं, तो बड़ा हो सकता है क्योंकि रूढ़िवादी होना बेहतर है, लेकिन अगर आपको अधिक निचोड़ने की आवश्यकता है और "सुरक्षित" माना जाता है, तो मुझे लगता है कि यह तरीका है।

Answer 2

मैंने पहले पीसीबी ट्रैक कैलकुलेटर का उपयोग किया है लेकिन मैं परिणामों से संतुष्ट नहीं था। इस तथ्य का मुख्य कारण यह है कि किया गया शोध काफी पुराना था और दूसरा, ये परिकलक आपको शोध स्थितियों से अलग करते हैं जैसे - शोध के समय सुरक्षा कारक क्या माना जाता था, ऑपरेशन की स्थिति क्या थी, पीसीबी की गुणवत्ता क्या थी आदि इसके अलावा, एक बार जब आप पूरी तरह से गढ़े हुए पीसीबी प्राप्त कर लेते हैं, तो यह विनिर्देश सैद्धांतिक मूल्य से पूरी तरह अलग होगा। पूर्व के लिए - सटीक कंडक्टर मोटाई निर्माण फर्म द्वारा किए गए सभी प्रक्रिया पर निर्भर करेगा। जैसे कि वास्तविक जीवन परिदृश्य में सैद्धांतिक परिणाम का उपयोग करना कठिन / अक्षम हो जाता है।

मूल बातें पर वापस जाना, एम्पीयर हैंडलिंग क्षमता बुनियादी भौतिकी से संबंधित है। किसी भी ट्रेस में परिमित प्रतिरोध होगा। जब आप एक संभावित ड्रॉप के तहत एक करंट पास करते हैं, तो ट्रैक में एक बिजली अपव्यय P = V * I होगा। यदि ट्रैक का गलनांक पहुँच जाता है, तो आपका PCB क्षतिग्रस्त हो जाता है। बस।

मैं सैद्धांतिक एक में जाने के बजाय एक व्यावहारिक दृष्टिकोण सुझाता हूं। यह विचार है कि एक पीसीबी को अलग-अलग मोटाई से बने निशान के साथ एक दूसरे के समानांतर रखा जाए। अलग-अलग तांबे की मोटाई (35 माइक्रोन, 70 माइक्रोन आदि) में भी इस बोर्ड को प्राप्त करें। इसे उस विशेष फैब्रिकेशन हाउस के लिए एक संदर्भ बोर्ड के रूप में उपयोग करें (बस पैरानॉयड पक्ष में होना चाहिए)। जब भी आप ट्रेस चौड़ाई की वर्तमान क्षमता को ढूंढना चाहते हैं, बस सिग्नल को एक ट्रेस पर लागू करें जो आपको लगता है कि इस वर्तमान में पिघल नहीं होगा। जब तक ट्रेस स्थिर तापमान तक नहीं पहुंच जाता है, तब तक इसे वहां रहने दें। हाथ से तापमान को महसूस करने की कोशिश करें (या एक गैर-संपर्क थर्मामीटर या आप जो भी उपयोग कर सकते हैं) का उपयोग करके इसे मापें।

सुनिश्चित करें कि आप अपने पीसीबी की सबसे खराब स्थिति के लिए परीक्षण कर सकते हैं। तापमान प्राप्त करने के बाद, आप आसानी से जाने के लिए ट्रेस चौड़ाई तय कर सकते हैं।

Comments

मैंने एक समान-ईश परीक्षण किया है, मेरे पास 10 पुराने निशान के साथ एक पुराना बोर्ड था, और मैंने इसमें 3 ए खिलाया और इसे लगभग एक घंटे तक छोड़ दिया। ट्रेस के आसपास के क्षेत्र को छूने के लिए काफी गर्म हो गया, कुछ औसत दर्जे का दर्द महसूस हुआ जो मेरी उंगली को 5 सेकंड से अधिक समय तक छोड़ रहा था। लेकिन प्रकट निशान बरकरार रहे हैं। यह 5 इंच के निशान के लिए ~ 2V के बारे में गिरा, लेकिन 3 ए मेरी जरूरत से ज्यादा है। लेकिन आपके विचार में अलग-अलग चौड़ाई और मोटाई के साथ एक बोर्ड शामिल करना अच्छा है। दुर्भाग्य से मेरे पास एक गैर संपर्क थर्मामीटर तक पहुंच नहीं है, मुझे यह देखना होगा कि क्या मैं एक या दो दिन के लिए किराए पर ले सकता हूं।

— efox29

@ efox29 - मुझे नहीं लगता कि आपको ट्रेस के सटीक तापमान मान की आवश्यकता होगी। आप इसे सिर्फ अपनी उंगलियों से महसूस कर सकते हैं। आप 5 सेकंड से अधिक के लिए 70 डिग्री सेल्सियस से अधिक आसानी से बर्दाश्त नहीं कर पाएंगे। इसलिए, यदि ट्रेस तापमान छूने में आरामदायक लगता है, तो आप जाने के लिए अच्छे हैं।

— व्हिस्कीजैक

के बारे में क्या आप सीधे स्पर्श नहीं कर सकते निशान यानी, आंतरिक निशान? मेरे उच्च वर्तमान निशान आंतरिक परतों पर हैं और दोनों परतें ठोस विमानों के पास हैं। मेरी वर्तमान परत का ढेर 50 ओम प्रतिबाधा प्राप्त करने के लिए मेरे बाहरी निशान 12 मीटर और मेरे आंतरिक 18 मील बनाता है।

— efox29

आंतरिक परतें आसानी से गर्मी को नष्ट नहीं कर सकती हैं, इसलिए आपको एक बड़ा सुरक्षा मार्जिन लेने की आवश्यकता है। वैकल्पिक रूप से आप किसी अन्य पीसीबी के साथ अपनी पटरियों को कवर करके आंतरिक परत का अनुकरण कर सकते हैं (यह सुनिश्चित करें कि किसी भी कनेक्शन को छोटा न करें) और फिर कवर को हटाने के बाद जल्दी से माप लें। यह आपको आंतरिक परतों में तापमान वृद्धि की एक क्रूड समझ देगा।

— व्हिस्कीजैक

मैंने अपनी जांच में जो पढ़ा है, उसमें हवा से ज्यादा ढांकता हुआ तापीय चालकता है (केवल संवहन मानकर)। अधिक से अधिक तापीय चालकता और एक विमान के निकटता को देखते हुए, मुझे लगता है कि गर्मी कुछ क्षेत्रों के पास केंद्रित बनाम अधिक फैल जाएगी। यह IPC-2221 और IPC-2152 के बीच अंतर था। विचार?

— efox29