如何在电路设计中使用 PCB 迹线宽度计算器

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您使用 PCB 线宽计算器 以确定印刷电路板上每条迹线的最佳宽度。正确的迹线宽度可确保印刷电路板的安全和功能正常。选择错误的宽度会导致电路过热或故障。.

A 可靠的集成电路芯片提供 要建立一个性能稳定的电路，正确的迹线宽度是保证电流安全的关键。 使用 PCB 线宽计算器可帮助您遵守安全标准，并保护您的设计免受常见问题的影响。

选择 PCB 迹线宽度计算器的优势

• 使用 PCB 线宽计算器选择正确的线宽。这有助于保证电路的安全和良好运行。输入电流、铜厚、温升和迹线位置等重要数值。要小心谨慎，这样才能得到正确的结果。
• 选择使用 IPC-2221 或 IPC-2152 等行业标准的计算器。这将为您提供安全可信的建议。使用您在 PCB 布局中找到的迹线宽度。检查它们是否符合您的电路板和制造商的规则。仔细检查您的数字和设计规则。这可以帮助您避免错误，使您的印刷电路板更坚固、更可靠。

您应该输入一些关键值

使用 PCB 线宽计算器时，您必须输入一些关键值。这些值有助于保证 PCB 的安全和良好运行。了解每个值的含义有助于做出明智的选择。

当前

电流是指电流通过电痕的程度。电流越大，热量越多。如果导线太细，温度过高就会导致导线断裂。IPC 标准规定，电流会改变发热量。例如，如果一条外层电流为 20A 的导线使用 1 盎司铜，温度上升 10°C，则需要约 5.2 毫米的宽度。如果使用较厚的铜，则可以在相同电流下将迹线做得较薄。

铜厚度

铜厚是指印刷电路板上铜层的高度。较厚的铜层能承载更大的电流并保持较低的温度。如果铜层较厚，则可以使用较细的迹线。大多数印刷电路板使用 1 盎司或 2 盎司铜。IPC-2221 图表和公式可帮助您选择合适的铜线宽度。在开始之前，请务必检查制造商使用的铜厚度。

温度上升

温升是指工作时痕迹的温度升高程度。您可以根据电路板所能承受的热量来选择该值。大多数电路板的温升在 10°C 至 30°C 之间。如果让迹线温度升得更高，就可以使用更细的迹线，但其使用寿命可能会缩短。保持较低的温升有助于延长 PCB 的使用寿命。

其他因素

其他方面也很重要，比如电路板上的迹线位置。电路板内部线路的冷却效果不如外部线路。在电流相同的情况下，您可能需要将电路板内部的迹线加宽至 50%。热空气或不良气流也意味着需要更宽的迹线。MIL-HDBK-217 和 Telcordia 等规则利用这些事实来推测 PCB 的使用寿命。在使用 PCB 线宽计算器.

使用 PCB 迹线宽度计算器

选择计算器

您可以使用许多 PCB 线宽计算器。有些是简单的在线工具。另一些则是更复杂的软件或由制造商制造。请选择适合您的项目和技能的计算器。

比较方面	说明
行业标准	使用 IPC-2221 或 IPC-2152 的计算器会给出安全线宽建议。
算法精度	有些计算器使用特殊算法，可以获得更好的结果，但速度可能较慢。
功能集成	某些计算器可与 PCB 设计软件配合使用，进行快速更新和检查。
环境调整	好的计算器可以让你设置温度和升温，以获得真实答案。
制造公差	最好的计算器会考虑电路板是如何制造的，因此您的设计在任何地方都能发挥作用。
可用性	易于使用的计算器可帮助您快速获得答案并避免错误。

如果您需要非常精确的结果，请选择具有高级算法的计算器。这些算法可以改变铜厚、层数甚至介电常数。对于大多数工作，使用 IPC-2221 是一个安全的好选择。

输入参数

在您 选择您的 PCB 线宽计算器您必须输入正确的数字。大多数计算器要求输入

• 电流（安培）
• 铜厚度（以盎司或微米为单位）
• 允许温升（摄氏度）
• 跟踪位置（内部或外部层）
• 环境温度

仔细键入每个数字。IPC-2221 使用这些数字来确定安全的线路宽度。计算公式来自实际测试，工程师们在测试中检查了不同电流下迹线的发热情况。计算器对内层和外层使用了不同的常数，因为热量离开每一层的方式不同。

输入数值的一般方法是

1. 键入跟踪的最高电流。
2. 选择印刷电路板制造商使用的铜厚度。
3. 设置允许的最高温度升高。
4. 选择是在电路板内部还是外部描边。
5. 如果计算器允许，请加上环境温度。

有些计算器可以让你改变电路板的制造方式或尝试不同的介电常数。这可以帮助您找到适合多种电路板制作的线宽。

审查结果

输入数字后，PCB 线宽计算器会给出答案。最重要的答案就是您应该使用的迹线宽度。您可能还会看到

• 迹线电阻（迹线减缓电流的程度）
• 电压降（沿导线损失的电压量）
• 估计温升

查看每个答案是否适合您的设计。如果电压降过高，可能需要更宽的导线。如果对于电路板来说，迹线宽度过大，则可能需要更改设计或使用更厚的铜。

大多数使用 IPC-2221 的计算器都能给出安全答案。即使电路板发热或电流超出您的想象，这也能保证您的线路安全。在线计算器和 CAD 工具通常使用这一规则，因此在大多数项目中您都可以信赖它们。

将结果应用于 PCB 设计

布局调整

完成计算后，更新 PCB 布局。在设计软件中使用计算器得出的迹线宽度。这有助于防止电路板过热。它还能防止信号变弱。请务必检查线路宽度是否适合您的电路板。如果不合适，可尝试加厚铜或移动迹线。

• 使用合适的线宽有助于控制热量并保持信号的强度。
• 改变宽度以符合 IPC-2221 规则，使您的设计符合行业标准。
• 根据制造商允许的范围检查您的轨迹宽度。例如 金鑫洋 为每种铜厚度设定了最小和最大宽度。
• 必要时更改布局。这样可以提高电路板的可靠性，避免延误。
• 计算器可以帮助你根据性能和电路板的制造方式做出相应的改变。

设计规则集成

您需要在 PCB 软件中设置设计规则。这些规则告诉软件您可以使用的最小迹线宽度和间距。使用正确的规则可以帮助您避免错误，并确保电路板可以制作完成。

设计规则检查 (DRC) 能及早发现大多数布局错误。DRC 检查你的线路是否足够宽，间距是否正确。这样可以避免短路和其他问题。遵循 DRC 规则可使电路板更好、错误更少。您可以节省时间和金钱，并获得更多优质电路板。

• DRC 可以在您制作电路板之前发现多达 70% 的设计错误。
• 良好的 DRC 设置有助于保持电路板的强度和易于制作。
• DRC 还有助于实现信号和电源的完整性，使电路正常工作。

符合标准

您必须遵循 行业和制造商标准 为每块印刷电路板而设计。IPC-2221 规定了迹线宽度、间距和温升。请务必使您的迹线宽度符合这些规则。这样才能保证电路板的安全和良好运行。

在完成设计之前，请查看制造商的规定。每家公司都有自己的导线宽度和间距限制。如果同时遵守 IPC 和制造商的规定，就能避免生产过程中的大多数问题。

最佳做法

避免错误

核对数字可以避免许多错误。了解自己的设计需求非常重要。许多人对迹线电流的猜测过低。这可能会导致迹线过热而断裂。请务必使用您认为最高的电流。有些人忘记检查 铜厚.如果使用了错误的数字，您的迹线宽度将与实际电路板不符。在开始之前，一定要向制造商询问铜的厚度。

如果忽略温升或不检查线路是在电路板内部还是外部，还会出现其他错误。这些都会改变线路所能承受的热量。如果跳过这些步骤，电路板可能会提前停止工作。

故障排除

有时 跟踪宽度 你所需要的并不适合你的布局。您可能会发现部件之间无法安装宽跟踪器。您有一些选择。您可以使用较厚的铜，这样就能在相同电流下使用较细的迹线。您还可以移动线路或部件，以腾出更多空间。如果仍有问题，可以尝试降低允许的温升，但这会降低电路板的可靠性。

一张表格可以帮助您了解各种选择：

问题	可能的解决方案
轨迹太宽	使用更厚的铜
空间不足	移动轨迹或部件
温度升高	降低电流或使用更宽的导线

文件

良好的文档记录可以保持项目的整洁，并有助于日后的工作。您应该保存所有的数学运算、设计选择和更改。Altium Designer 和其他工具都有保存项目文件和版本的指南。这些工具可帮助您保持良好的记录。IPC-2221 指出，您应该写下您的数学和设计选择，以备规则和将来使用。

您应将这些文件保存在项目中：

• 电路图和布局文件
• 物料清单 (BOM)
• 装配图纸和说明
• Gerber 文件和零件放置文件
• 用户指南和检查记录

保持文档的清晰和完整有助于制造、测试和未来的更改。如果您的设计非常重要，请添加部件历史和测试结果。

如果使用正确的数据并核对答案，就能使印刷电路板更安全。输入精确数据并测试设计的工程师犯的错误更少。他们的电路也能更好地工作。

• Altium Designer 和 Cadence Allegro 等工具可帮助您控制阻抗。这些工具还能帮助您及早发现问题。
• 仔细检查自己的工作并改变设计的团队往往能构建出更强大的电路板。
  不断提问，遵守规则，学习新的设计方法。如果你仔细观察，你的电路就会越来越好。

常见问题