PCB-Leiterbahn-Stromrechner

Kategorie: Technologie
- 18. Juli 2025
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Berechnen Sie die maximale Stromkapazität, den Temperaturanstieg und die erforderliche Leiterbahnbreite für Ihr PCB-Design basierend auf den Branchenstandards IPC-2152 und IPC-2221.

PCB-Parameter

Standardwerte: 0.5, 1, 2, 3 oz
1 mil = 0.0254 mm
Äußere Leiterbahnen können Wärme besser abführen

Elektrische Parameter

A
Für %-Modus, geben Sie den Wert relativ zur Versorgungsspannung ein
°C
Typischerweise 10-40°C über der Umgebungstemperatur
°C

Erweiterte Einstellungen

IPC-2152 ist für die meisten Anwendungen genauer

Theorie zur Stromkapazität von PCB-Leiterbahnen

Die Stromkapazität von PCB-Leiterbahnen wird durch mehrere Faktoren bestimmt, darunter Kupferdicke, Breite, Temperaturanstiegstoleranz und Standort innerhalb des PCBs. Branchenstandards bieten Richtlinien, um sichere und zuverlässige Designs zu gewährleisten.

Schlüsselfaktoren bei der Stromkapazität von PCB-Leiterbahnen
  • Kupfergewicht: Dickere Kupferleiter erlauben höheren Strom bei gleicher Breite
  • Leiterbahnbreite: Breitere Leiterbahnen können mehr Strom führen
  • Temperaturanstieg: Höherer akzeptabler Temperaturanstieg erlaubt mehr Strom
  • Leiterbahnstandort: Äußere Leiterbahnen leiten Wärme besser ab als innere Leiterbahnen
  • Leiterbahnlänge: Beeinflusst den Spannungsabfall und den Gesamtwiderstand
  • Umgebungstemperatur: Höhere Umgebungstemperaturen reduzieren die Stromtragfähigkeit
Standards und Formeln
  • IPC-2152: Moderner Standard mit genaueren Strombewertungen basierend auf umfangreichen Tests
  • IPC-2221: Älterer Standard, der tendenziell konservativer ist
  • Widerstandsberechnung: R = ρ × L / (W × T), wobei ρ der Widerstand von Kupfer ist
  • Spannungsabfall: V = I × R, wobei I der Strom und R der Leiterbahnwiderstand ist
  • Leistungsdissipation: P = I² × R bestimmt den Temperaturanstieg
Designüberlegungen
  • Sicherheitsmarge: Berücksichtigen Sie eine Sicherheitsmarge von 20-30% für kritische Anwendungen
  • Thermische Entlastung: Berücksichtigen Sie thermische Entlastungspads für Hochstromverbindungen
  • Kühlkörper: Große Kupferflächen können als Kühlkörper für Hochstromleiterbahnen fungieren
  • Leiterbahnführung: Minimieren Sie die Leiterbahnlänge für Hochstrompfade
  • Schichtdesign: Verwenden Sie dickeres Kupfer auf Stromverteilungsschichten
  • Via-Stitching: Mehrere Vias können für die Stromverteilung zwischen den Schichten verwendet werden

Haftungsausschluss: Dieser Rechner liefert Schätzungen basierend auf PCB-Industrie-Standards und empirischen Formeln. Die tatsächliche Stromkapazität kann je nach Platinen-Design, Materialien und Umgebungsbedingungen variieren. Für kritische Hochleistungsanwendungen konsultieren Sie einen PCB-Designspezialisten und ziehen Sie thermische Simulationen oder Tests in Betracht.

Was ist der PCB Trace Current Calculator?

Der PCB Trace Current Calculator ist ein praktisches Werkzeug für Ingenieure, Studenten und Elektronikdesigner, die die Stromtragfähigkeit von Leiterplatten (PCB) Spuren abschätzen müssen. Er vereinfacht den Prozess der Berechnung, wie breit eine Kupferbahn sein sollte, um sicher elektrischen Strom zu führen, und hilft, Überhitzung und potenzielle Schaltungsfehler zu vermeiden. Dieser Rechner basiert auf den Standards IPC-2152 und IPC-2221, die beide in der PCB-Entwicklung weithin anerkannt sind.

Warum diesen Rechner verwenden?

Dieser Rechner hilft sicherzustellen, dass Ihre PCB-Designs elektrisch sicher und zuverlässig sind, indem er schnell analysiert:

  • Maximaler Strom, den eine Spur führen kann
  • Benötigte Spurbreite für einen bestimmten Strom
  • Erwarteter Temperaturanstieg durch den Stromfluss
  • Spannungsabfall und Leistungsdissipation

Durch die Verwendung dieses Werkzeugs können Sie informierte Designentscheidungen treffen, die das Risiko von Überhitzung verringern, die Spannungsstabilität gewährleisten und die Branchenstandards für das Design erfüllen.

So verwenden Sie den Rechner

  1. Geben Sie das Kupfergewicht ein (z. B. 1 oz ist typisch für Standard-PCBs).
  2. Geben Sie die Spurlänge und Spurbreite an.
  3. Wählen Sie den Spurstandort – externe oder interne Schichten der PCB.
  4. Geben Sie Ihren gewünschten Strom und akzeptablen Spannungsabfall ein.
  5. Setzen Sie den maximalen Temperaturanstieg und die Umgebungstemperatur.
  6. Wählen Sie aus, was Sie berechnen möchten: maximaler Strom, erforderliche Spurbreite oder Temperaturanstieg.
  7. Klicken Sie auf Berechnen, um Ihre Ergebnisse zu erhalten, einschließlich visueller Diagramme und detaillierter Designempfehlungen.

Nützliche Formeln

Widerstand: \( R = \frac{ρ × L}{A} \)
Spannungsabfall: \( V = I × R \)
Leistungsdissipation: \( P = I^2 × R \)
Stromtragfähigkeit der Spur (IPC-2152): \( I = k × (\Delta T)^{0.5} × W^{0.44} × T^{0.725} \)

Praktische Anwendungen

Ob Sie ein benutzerdefiniertes Gerät erstellen oder die Machbarkeit eines Designs überprüfen, dieser Rechner hilft bei der sicheren Layoutplanung. Er kann Werkzeuge wie ein iMac-Leistungswerkzeug oder Engpassanalyse-System ergänzen, indem er wesentliche elektrische Einblicke bietet. Betrachten Sie ihn als das elektrische Pendant zu einem Netzteilrechner oder Netzwerk-Downloadgeschwindigkeitstest.

Häufig gestellte Fragen

  • Kann ich das auf einem Mac verwenden? Ja. Es funktioniert nahtlos in Browsern auf macOS und ist eine hervorragende Ergänzung zu Ihrem iMac-Computing-Tool Kit.
  • Welchen Standard sollte ich wählen: IPC-2152 oder IPC-2221? IPC-2152 ist moderner und genauer. Verwenden Sie IPC-2221 für konservative Schätzungen.
  • Ist das Ergebnis für alle PCB-Materialien genau? Der Rechner basiert auf dem Standardmaterial FR4. Bei anderen Materialien können die Ergebnisse variieren.
  • Kann dies professionelle Simulationswerkzeuge ersetzen? Es ist am besten für Schätzungen in der frühen Phase geeignet. Für mission-critical Designs kombinieren Sie es mit thermischen Simulationen oder Labortests.

Wie dieses Tool hilft

  • Reduziert Versuch und Irrtum im PCB-Spurdesign
  • Gewährleistet sicherere Designs, indem Überhitzung der Spur verhindert wird
  • Spart Zeit, indem wichtige elektrische Berechnungen automatisiert werden
  • Unterstützt sowohl Hobbyisten als auch Profis mit einfachen Eingaben und Diagrammen

Der PCB Trace Current Calculator steht neben beliebten Ingenieurt tools wie Dateiübertragungsgeschwindigkeits-Schätzern, Internetgeschwindigkeitstest-Tools und RAID-Konfigurationsanleitungen als unverzichtbares Werkzeug für effizientes, informierte Designarbeit.