西安PCBlayout设计公司计算PCB线宽与电流的关系

time : 2025-05-06 10:18       作者:凡亿pcb

西安PCBlayout设计公司的PCB设计中,线宽的设计对于电路的正常运行至关重要,它直接关系到电路的温升、压降以及整体的可靠性。而确定合适的线宽需要考虑多个因素,其中电流的大小是一个关键因素。
理论计算
电流密度是衡量单位面积上通过电流的指标,通常以 A/m² 或 A/mm² 为单位。线宽、电流和电流密度之间的关系可以用公式 J=I/(W×T) 表示,其中 J 是电流密度,I 是电流,W 是线宽,T 是导线厚度。假设标准电流密度为 20A/mm²,导线厚度为 100μm(0.1mm),代入公式可得线宽 W=I/(J×T)=1/(20×0.1)=0.5 mm,换算为 mil 为 0.5/0.0254≈19.69 mil,这意味着理论上至少需要 19.69mil 的线宽才能安全地通过 1A 的电流。
经验公式与对照表
经验公式 :有一个经验公式为对于 1oz 的印制板,线宽与电流关系为 0.15×W(A),W 为线宽(mm),由此计算得出 1mm、1oz 的线宽通过电流约 0.15A。但一般常见的做法是认为 10mil 的线宽可承载 1A 左右的电流,不过这只是一个经验值,实际应用中还需考虑其他因素。
对照表 :根据一些常见的 PCB 线宽与电流对照表,如在铜箔厚度为 35um 的情况下,10mil(0.254mm)线宽适用于 1A 以下的电流;20mil(0.508mm)线宽适用于 1A-3A 的电流等。
影响线宽选择的因素
铜箔厚度 :铜箔越厚,相同的线宽可以承载更大的电流。例如,1mm 线宽、1oz 铜厚通常可通过 1A 电流,而 2oz 铜厚的 1mm 线宽则可通过更大的电流。
允许温升 :不同的应用场景对 PCB 的温升有不同的要求。如果允许温升高,可以适当减小线宽;反之则需要增加线宽以降低电流密度,减少发热。如在低功耗、散热条件好的情况下,10mil 的线宽可通过 1A 电流;但在高功耗、散热条件差的情况下,可能需要 15mil 或更宽的线宽。
走线层数 :内层走线的散热条件比外层差,所以同样的电流和允许温升下,内层走线所需的截面积更大,线宽也相应要更宽。
电流类型 :如果是高频电流,还需要考虑趋肤效应等因素对线宽的影响,可能需要更宽的线宽来保证电流的均匀分布和减少损耗。
特殊情况与设计建议
大电流处理 :对于大电流,除了增加线宽,还可以采用多层并联的方式,或者使用更厚的铜箔来减小所需线宽,以满足 PCB 空间布局的要求。
小电流精简设计 :在一些对空间要求较高且电流较小的电路中,可以适当减小线宽,但需充分评估发热和可靠性风险。如一些低功耗的信号线路,5mil 的线宽可能也能满足 1A 以下电流的需求。
PCB layout
西安PCBlayout设计公司在实际的PCB 设计中,不能仅仅依据线宽来确定电流的承载能力,还需要综合考虑铜箔厚度、允许温升、走线层、电流类型等多种因素,以确保电路的稳定性和可靠性。同时,也要根据具体的电路应用场景和设计要求,合理选择线宽,既要满足电流的通过,又要避免浪费空间和增加成本。
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