PCB 设计中计算 Track 通流容量的方法及电流密度经验值

xinxi1368

1、计算方法如下

首先计算轨道的横截面积。大多数PCB的铜箔厚度为35um（如果不确定，可以询问PCB制造商，1盎司是35um，实际上小于35um）。将其乘以线宽即可得到横截面积。注意换算成平方毫米。

电流密度有一个经验值，为15~25 A/mm2。称量其横截面积以获得流通能力。 I=KT0.44A0.75（K为修正系数，一般铜包线内层取0.024，外层取0.048T。单位为摄氏度（铜的熔点为A为铜包层截面积，单位为平方MIL（不是毫米mm，请注意是mil）。I为最大允许电流。单位是安培（amp），一般10mil=0.=0.254可以是1A，=6.35mm，就是8.3A

2. 数据

PCB载流量的计算一直缺乏权威的技术方法和公式。经验丰富的CAD工程师可以凭借个人经验做出更准确的判断。但对于CAD新手来说，这不是问题。

PCB的载流能力取决于以下因素：线宽、线厚（铜箔厚度）、允许温升。大家都知道，PCB走线越宽，载流能力就越大。这里请告诉我：假设在同等条件下，10MIL走线可以承受1A，那么50MIL走线可以承受多少电流？是5A吗？

答案自然是否定的。请看以下国际权威机构提供的数据： 线宽的单位是：英寸（inch英寸=25.4毫米）1盎司。铜 = 35 微米厚，2 盎司。 = 70 微米厚，1 OZ =0.035mm 1mil.= 10-3 英寸。每密耳痕量标准 275

三、实验

实验中还必须考虑导线长度引起的线路电阻引起的电压降。工艺焊料上锡只是为了增加电流容量，但锡量很难控制。 1 OZ 铜，1mm 宽，一般用于 1 - 3 A 电流表，这取决于您的电线长度和压降要求。

最大电流值应指温升极限下的最大允许值，熔断值是温升达到铜熔点时的值。例如。 50mil 1oz的温升为1060度（即铜的熔点），电流为22.8A。

4、PCB设计铜铂厚度、线宽与电流的关系

在了解PCB设计中铜厚、线宽和电流的关系之前，我们先了解一下PCB铜厚以盎司、英寸和毫米之间的换算：“在很多数据表中，PCB铜厚常常以盎司为单位来表示，其与英寸、毫米的换算关系如下：

1 盎司 = 0.0014 英寸 = 0.0356 毫米 (mm)

2 盎司 = 0.0028 英寸 = 0.0712 毫米 (mm)

盎司是重量单位。之所以可以换算成毫米，是因为PCB的铜厚是盎司/平方英寸。《PCB设计铜铂厚度、线宽与电流关系表》

导线的载流值与导线的过孔和焊盘数量有直接关系（焊盘和过孔孔径对每平方毫米线路载流值的影响目前还没有计算公式有兴趣的朋友可以自行查找。我个人也不是很了解，所以就不解释了。）这里我只是简单介绍一下影响线路载流值的一些主要因素。

1、表中数据所列载流量为常温25度时可承受的最大载流量。因此，在实际设计中还必须考虑各种环境、制造工艺、板材技术、板材质量等。因素。因此，该表仅作为参考值。

2. 实际设计中，每根导线也受到焊盘和过孔的影响。例如，如果一条线段有很多焊盘，焊接后，该焊盘段的载流值就会大大增加，这可能很多人都见过，在一些大电流的板子中，焊盘之间的某一段电路有被烧毁。原因很简单。焊盘镀锡后，元件引脚和焊料增强了该部分电线的电流。焊盘之间焊盘的最大载流值也是线宽允许的最大载流值。

因此，当电路瞬时波动时，很容易烧坏焊盘之间的一段线路。解决办法：增加线宽。如果电路板不允许增加导线宽度，请在导线上添加一层（通常为 1 毫米）。可以在导线上加一层0.6mm左右的层导线。当然，也可以加一层1mm的线。）这样，镀锡后，这1mm的线就可以看成是1.5mm~2mm的线了（取决于线材上锡时的上锡均匀度和上锡量） ，如下图：

这样的加工方法对于从事小家电PCB的人来说并不陌生。因此，如果锡量足够均匀，锡量充足，这1mm的线就可以看成是2mm以上的线了。这对于单面大电流板尤为重要。

3、图中焊盘周围的处理方法也是为了增加导线和焊盘载流能力的均匀性。尤其是大电流、粗引脚的板子（引脚大于1.2，焊盘大于3）尤其如此。非常重要。

因为如果焊盘在3mm以上，引脚在1.2以上，镀锡后，焊盘的电流会增加几十倍。如果在大电流的瞬间出现较大的波动，整条线路的电流承载能力会很不均匀（特别是焊盘较多时），而且还是很容易造成线路之间断路的可能性。焊盘被烧坏。如图所示的处理可以有效分散单个焊盘及周边线路载流值的均匀性。

最后解释一下：现账面值数据表只是一个绝对参考值。当不是大电流设计时，在表中提供的数据基础上再加10%绝对可以满足设计要求。一般单板设计时，铜厚35um，基本可以按1：1的比例设计，即用1mm的导线设计1A的电流，就可以满足要求（按温度105度）。

5、PCB设计时铜箔厚度、走线宽度与电流的关系

当前信号强度。当信号的平均电流较大时，应考虑布线宽度所能承载的电流。线宽可以参考以下数据：

PCB设计中铜箔厚度、走线宽度与电流的关系

不同厚度和宽度的铜箔载流量如下表所示：

笔记：

摘自：华为PCB布线规范内部资料P10

六大经验公式

我=KT0.44A0.75

（K为修正系数，一般铜包线内层取0.024，外层取0.048。T为最大温升，单位为摄氏度（铜的熔点为1060℃）

A为覆铜截面积，单位为平方MIL（不是毫米mm，请注意是mil。）

I为最大允许电流，单位为安培（amp）

一般10mil=0.=0.254可以是1A，=6.35mm可以是8.3A

7、某网友提供的计算方法如下：

首先计算轨道的横截面积。大多数PCB的铜箔厚度为35um（如果不确定，可以询问PCB制造商）。将其乘以线宽即可得到横截面积。注意换算成平方毫米。电流密度有一个经验值，为15~25 A/mm2。称量其横截面积以获得流通能力。

8、线宽、过孔敷铜的一些经验

我们在绘制PCB时一般有一个常识，那就是承载大电流的地方使用粗线（比如50mil甚至更多），小电流信号可以使用细线（比如10mil）。对于一些机电控制系统，有时流过接线的瞬时电流可达100A以上。在这种情况下，比较细的电线肯定会出现问题。

一个基本的经验值为：10A/平方毫米，即可以安全通过截面积为1平方毫米的走线的电流值为10A。如果线宽太细，当大电流通过时，会烧毁走线。当然，电流燃烧痕迹也必须遵循能量公式：Q=I*I*t。比如一条10A电流的走线，突然出现100A的电流毛刺，并且持续时间是us级别，那么30mil的线是肯定能够承受的。

（这时候又会出现一个问题？导线的杂散电感。这个毛刺在这个电感的作用下会产生很强的反向电动势，可能会损坏其他器件。杂散线越细越长，电感就越大，所以在实践中必须考虑电线的长度）

一般的PCB绘图软件在器件引脚的过孔焊盘上敷铜时往往有几种选择：直角辐条、45度辐条、直敷。他们之间有什么区别？新手往往不会太在意，挑一个就好了。并不真地。主要考虑两点：一是考虑散热不要太快，二是考虑过流能力。

采用直接敷设方式的特点是焊盘的过流能力很强。此方法必须用于大功率电路上的器件引脚。同时，它的导热性能也很强。虽然对器件散热有好处，但对于电路板焊工来说却是个问题，因为焊盘散热太快且不易上锡。往往需要使用较大瓦数的烙铁，较高的焊接温度会降低生产效率。

使用直角辐条和45角辐条会减少插针与铜箔的接触面积，散热慢，焊接更容易。因此，过孔焊盘敷铜连接方式的选择应根据应用场合，综合考虑整体的过流能力和散热能力。小功率信号线不宜直接敷设，但对于承载大电流的焊盘，必须直接敷设。店铺。是直角还是45度角取决于美观。

你为什么要提这个？因为我前段时间一直在研究一个电机驱动器，这个驱动器中的H桥元件一直烧坏。四五年了我也找不到原因。经过一番努力，终于查明：原来电源电路中某器件的铜垫采用了直角辐条敷铜方式（而且由于敷铜不好，实际上只出现了两根辐条）。这大大降低了整个功率环路的过流能力。

虽然产品在正常使用过程中没有任何问题，但在10A电流下完全正常工作。但当H桥短路时，回路上会出现100A左右的电流，两根辐条瞬间烧毁（uS级）。

然后，功率回路变成开路，并且电机中存储的能量通过所有可能的通道耗散，而没有放电通道。这种能量会烧毁电流测量电阻和相关运算放大器器件，并毁坏电桥控制芯片。并且渗透到数字电路部分的信号和电源中，对整个设备造成严重损坏。整个过程就像用一根头发引爆大型地雷一样惊心动魄。