Al decidir sobre el grosor de traza necesario para transportar una cierta cantidad de corriente en una PCB, la respuesta depende de cuánto aumento de temperatura esté dispuesto a aceptar. Esto lleva al diseñador a la difícil situación de tratar de decidir cuánto aumento de temperatura es razonable. Las reglas generales comunes son no permitir más de 5 °C, 10 °C o 20 °C de aumento de temperatura, dependiendo de qué tan conservador quiera ser. Estas cifras parecen notablemente pequeñas en comparación con los aumentos máximos de temperatura de los transistores de potencia, circuitos integrados, resistencias de potencia u otros componentes disipadores de calor, que pueden ser de más de 60 °C. ¿Cuál es el razonamiento detrás de estos números?
Posibles razones por las que he pensado:
Para plantear la pregunta de otra manera, digamos que encuentro que un aumento de temperatura de 20°C es demasiado limitante para mi diseño. Si, en cambio, decido permitir un aumento de temperatura de 40 °C, ¿es probable que tenga problemas de confiabilidad a corto o largo plazo?
Puntos de bonificación para cualquiera que pueda citar estándares que proporcionen un razonamiento para los números, o que tenga evidencia histórica de por qué se eligieron esos números.
Muchas cosas intervienen en el diseño del ancho de la traza de PCB, incluido el aumento de temperatura para la corriente. Otros son la caída de voltaje, la impedancia, la capacidad de fabricación de PCB, el costo y la densidad de empaque.
Sin embargo, el aumento de temperatura es, con razón, una de las especificaciones de 'no exceder'.
Una regla general es solo eso, algo que debe seguir la mayor parte del tiempo. Siempre podrá encontrar casos extremos donde se permita una mayor altura, si realiza cálculos cuidadosos.
Parte del beneficio de una regla empírica es que si la sigue, sus cálculos no tienen que ser demasiado cuidadosos, ya que la regla ya tiene un gran margen de error.
Una peculiaridad del aumento de temperatura es que es proporcional a la corriente al cuadrado, no solo a la corriente. Esto reduce la importancia de elegir un valor específico. La corriente que da un aumento de 20C no es el doble de la corriente de aumento de 10C, es solo 1.4x la corriente de aumento de 10C. Si duplicamos la corriente de aumento de 10C, obtenemos un aumento de 40C, que comienza a sentirse incómodamente cálido.
¿Por qué hacer funcionar una tabla genial? Todo tipo de buenas razones. El enfriamiento de componentes requiere un ambiente bajo. La vida útil de los componentes cae muy rápidamente a medida que aumenta la temperatura. El margen para operar en lugares cálidos (dentro de la cabina de un automóvil bajo la luz del sol) es bueno. Depuración, pase el dedo por el circuito para encontrar componentes tostados, se confundirá con los rastros calientes.
No hay una sola razón para hacer funcionar una placa fría, y no hay una sola razón para elegir un aumento de 10C frente a un aumento de 20C. Sin embargo, pocos diseñadores se sienten cohibidos por seguir esta 'regla'. Rara vez es lo que establece el límite. Si nos encontramos en algún caso de esquina donde la especificación no se puede lograr ajustándonos a una cifra arbitraria de aumento de temperatura, entonces calculamos y probamos todo, para ver qué efecto en la vida útil y el enfriamiento causarán temperaturas más altas.
La resistividad del cobre laminar no se prueba previamente, ya que desarrolla diferentes rangos de temperatura y mostrará un curso de resistividad no lineal. tales temperaturas se establecen para que la temperatura máxima logre la adecuación térmica final de las capas, dejando los diagramas de PCB originales para el uso a muy largo plazo...
Águila de hierro