Professioneller PCB-Leiterbreiten-Rechner – Optimales Trace-Design sicherstellen

Inhaltsverzeichnis:

• Wichtigkeit eines PCB-Leiterbreiten-Rechners
• Warum einen Leiterbreiten-Rechner nutzen?
• Was ist ein PCB-Leiterbreiten-Rechner?
• FAQs zur Leiterbreitenberechnung

Wichtigkeit eines PCB-Leiterbreiten-Rechners

Unabhängig von Ihrer Branche nutzen Sie wahrscheinlich täglich Leiterplatten (PCBs). Diese Geräte sind lebenswichtig für die Funktion von Elektronik und verbinden und mechanisch stützen elektrische Komponenten für ordnungsgemäßen Betrieb.

Ob Sie PCBs für Medizintechnik, Beleuchtungstechnik oder Unterhaltungselektronik einsetzen – sie sollten mit der richtigen Leiterbreite (Trace Width) betrieben werden. Mit unserem Leiterbreiten-Rechner stellen Sie sicher, dass Ihre Leiterplatten jederzeit sicher und funktionsfähig sind.

Warum einen Leiterbreiten-Rechner nutzen?

Leiterbreiten-Rechner ermöglichen Nutzern, die Breite eines PCB-Leiters (Trace) mithilfe programmierter Formeln präzise zu bestimmen. Die Leiterbreite ist ein entscheidender Parameter im PCB-Design und Layout. Sie ist notwendig, um Ströme durch Leiterplatten zu führen, während der Temperaturanstieg der Leiter unter einem spezifischen Eingabewert bleibt, um Überhitzung zu vermeiden.

Leiterdicken-Rechner bestimmen den maximal zulässigen Strom, der durch eine PCB fließen kann, ohne sie zu beschädigen.

Was ist ein PCB-Leiterbreiten-Rechner?

Sie können unseren Rechner nutzen, um verschiedene Leiterparameter zu bestimmen, wie Leitertemperatur, maximaler Strom, Widerstand, Spannungsabfall und Leistungsverlust. Sie verstehen Ihre Rechnerergebnisse besser, wenn Sie mit den folgenden Formeln vertraut sind.

Maximaler Strom (Max Current)

Sie können den maximalen Strom mit der Formel A = (T × W × 1,378 [mils/oz/ft²]) berechnen.

Die Werte in dieser Formel entsprechen folgenden Parametern:

• A: Querschnittsfläche.
• [mils²] T: Leiterdicke (Trace Thickness).
• [oz/ft²] W: Leiterbreite (Trace Width).

Nachdem Sie die vorherige Gleichung durchgearbeitet haben, bestimmen Sie den maximalen Strom mit I_MAX = (k × T_RISE^b) × A^c.

Die Felder für diese Formel sind:

• [mils] I_MAX: Maximaler Strom.
• [A] T_RISE: Maximale gewünschte Temperaturerhöhung.
• [°C] k, b und c: Konstanten.

Leitertemperatur (Trace Temperature)

Die Leitertemperatur ist ein weiteres wichtiges Element bei der Leiterbreitenberechnung. Die Formel zur Bestimmung der Leitertemperatur ist T_TEMP = T_RISE + T_AMB.

Die Bewertung der Leitertemperatur erfordert nicht mehr als drei Parameter. Die Werte lauten wie folgt und werden in Celsius berechnet:

• T_TEMP: Leitertemperatur.
• T_RISE: Maximale gewünschte Temperaturerhöhung.
• T_AMB: Umgebungslufttemperatur.

Widerstandsberechnung (Resistance Calculation)

Bei der Berechnung des Leiterwiderstands in Ihrer PCB beginnen Sie mit der Umrechnung der Querschnittsfläche von [mils²] in [cm²] mittels der Formel A' = A × 2,54 × 2,54 × 10^-6.

Nach Durcharbeitung der Gleichung quantifizieren Sie den Leiterwiderstand mit R = (ρ × L / A') × (1 + α × (T_TEMP – 25 °C)).

Die Werte in diesen Formeln entsprechen folgenden Größen:

• T: Leiterdicke.
• [oz/ft²] W: Leiterbreite.
• [mils] R: Leiterwiderstand.
• [Ω] ρ: Widerstandsparameter (Resistivity).
• [Ω·cm] L: Leiterlänge (Trace Length).
• [cm] α: Widerstandstemperaturkoeffizient.
• [1/°C] T_TEMP: Leitertemperatur.

Spannungsabfallberechnung (Voltage Drop Calculation)

Spannungsabfall ist die Verringerung des elektrischen Potenzials, während es sich durch einen Strom in einem elektrischen Stromkreis bewegt. Die Gleichung zur Bestimmung des Spannungsabfalls ist V_DROP = I × R.

Die drei Werte in dieser Formel sind:

• V_DROP: Spannungsabfall.
• [V] I: Maximaler Strom.
• [A] R: Leiterwiderstand.

Leistungsverlustberechnung (Power Dissipation Calculation)

Leistungsverlust tritt auf, wenn ein elektrisches Gerät Wärme erzeugt, was zu Energieverlust oder -verschwendung führt. Er wird mit der Formel P_LOSS = R × I² berechnet.

Jede dieser Größen lautet wie folgt:

• P_LOSS: Leistungsverlust.
• [W] R: Widerstand.
• [Ω] I: Maximaler Strom.

FAQs zur Leiterbreitenberechnung

Die Leiterbreitenberechnung kann für Neulinge bei Leiterdicken-Rechnern verwirrend sein. Wenn Sie Fragen zu unserem Rechner, den Formeln oder Ihren Ergebnissen haben, finden Sie vielleicht eine Antwort in den folgenden FAQs:

• Welche Maßeinheit ist „mils“? „Mil“ leitet sich vom lateinischen „mille“ ab, was „tausend“ bedeutet. Ein Mil ist ein Tausendstel eines Zolls (0,0254 mm).
• Was ist Temperaturerhöhung (Temperature Rise) in diesem Kontext? Temperaturerhöhung ist der Unterschied zwischen der maximalen sicheren Betriebstemperatur Ihrer PCB und ihrer üblichen Betriebstemperatur.
• Hat dieser Rechner ein Limit für die Strommenge, für die er die Breite berechnen kann? Ja. Basierend auf den Formeln kann das Tool nur Leiterbreiten bis 400 mils, 35 Ampere, Kupfer von 0,5 bis 3 oz/ft² und eine Temperaturerhöhung zwischen 10 und 100 °C berechnen. Außerhalb dieser Bereiche extrapoliert der Rechner die Daten.
• Warum zeigt der Rechner, dass interne Leiterbreiten höher sein sollten als externe? Externe Leiterlagen haben hohe Wärmeübertragung, während interne Lagen Wärme nicht so gut leiten, was bedeutet, dass interne Leiter mehr Wärme speichern können.

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Wenn Sie Ihre PCBs vor Schäden und Überhitzung schützen möchten, hilft Ihnen unser Leiterbreiten-Rechner, die passenden Breiten zu bestimmen. Sie können hochwertige PCBs von einem Leiterplatten-Technologieführer erwerben, wenn Sie bei Millennium Circuits Limited kaufen.

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