PCB线宽与电流

在电子设计领域，PCB（Printed Circuit Board）线路板的制作过程中，线宽选取是一项至关重要的工作。线宽不仅影响电路的信号传输性能，还直接影响到线路的载流能力，即线路能承受的最大电流。本篇文章将详细介绍PCB线宽与电流之间的关系及其计算方法。 计算线宽与电流的关系需要用到以下几个关键参数： 1. **线宽（Track Width）**：线路的宽度直接影响其截面积，从而影响其能够承载的电流。 2. **铜箔厚度（Copper Thickness）**：通常PCB的铜箔厚度为35um，不同厚度会影响电流密度。 3. **电流密度（Current Density）**：一个经验值范围是15至25安培/平方毫米。这是计算电流承载能力的基础。 4. **修正系数（K）**：根据线路位置，内层线路取0.024，外层线路取0.048。 5. **最大温升（Max Temperature Rise, T）**：铜的熔点为1060℃，温升用来衡量线路过热的程度。 6. **截面积（A）**：线宽乘以铜箔厚度得到的面积，单位需转换为平方毫米。 7. **允许的最大电流（I）**：通过修正系数和温升计算得出。 计算公式为： \[ I = K \times T^{0.44} \times A^{0.75} \] 除此之外，还有一些国际权威机构给出的现成数据，如表格所示，列出了不同线宽、不同铜箔厚度下，线路能承载的最大电流。例如，10mil的走线在1/2 oz.铜箔厚度下，最大电流大约为0.6A，而50mil的走线在同样条件下，最大电流大约为2.6A，而不是简单的5倍关系。 实际应用中，还需要考虑导线长度带来的线电阻导致的电压降，以及工艺焊接的锡对电流容量的影响。例如，1 OZ 铜，1mm 宽的线路，通常能承载1到3A的电流，具体取决于线长和对压降的要求。 在设计PCB时，还需要注意温度的限制。最大电流值指的是在允许温升下的最大电流，超过这个值可能会导致线路过热甚至熔断。例如，50mil宽，1oz铜的线路，在温升达到铜的熔点1060℃时，其最大电流约为22.8A。 了解并正确运用这些原则，可以帮助工程师在设计PCB时合理选择线宽，确保电路的稳定性和可靠性。同时，这些知识对于新手来说尤其重要，能帮助他们避免因线宽选择不当而引发的问题。