¿Hay alguna regla general al calcular las clasificaciones de corriente de pulso para las trazas de PCB?

Digamos que tengo un rastro de PCB de superficie, 4 oz, 50 mils. Ese rastro debería poder transportar alrededor de 15 amperios continuos, según una calculadora que estoy usando. (Obviamente, las estimaciones de la ampacidad de su traza pueden variar con las calculadoras, pero eso no debería importar para los propósitos de esta pregunta). Entonces, si una traza puede transportar 15 A continuos, ¿cuánto podría hacer durante diez segundos? ¿Dos segundos? ¿Medio segundo? ¿Existen reglas para determinar la clasificación de corriente de pulso de una traza en comparación con su clasificación continua?

se reduce a lo caliente que puede llegar a estar el FR4. Es posible que pueda usar el Onderdonk eq. para estimar el aumento de calor. está destinado a estimar el tiempo para que el grabado de cobre alcance la temperatura de fusión. ¿Has mirado alguna de las cosas en ultracad.com? Creo que tienen una herramienta gratuita para calcular el aumento de calor de grabado basado en Onderdonk. Aquí está uno de sus artículos: ultracad.com/articles/fusing.pdf
¿Qué tipo de ciclo de trabajo estamos considerando? es decir, ¿la traza tiene tiempo de enfriarse completamente entre pulsos? ¿Nos preocupa la cantidad de corriente que destruirá la placa o nos preocupa la pérdida de energía?
Suponga que el rastro tiene tiempo para enfriarse por completo y que solo nos preocupa destruir el tablero.
@gsills sería una muy buena respuesta. ¿Quieres que sea uno?

Respuestas (1)

En última instancia, se trata de cuándo el FR4 alcanzará la temperatura máxima especificada de 135 grados C dada una dimensión de grabado y corriente.

La única ecuación analítica (que he visto) que aborda el tiempo de aumento de calor del conductor dada una corriente es la ecuación de Onderdonk. La ecuación está destinada a cubrir el aumento de calor hasta la temperatura de fusión (el cobre es 1083C). Puede encontrar un artículo al respecto aquí en el sitio de ultracad.

yo = A registro ⁡ ( T metro − T a T a + 234 + 1 ) t 33

o se dio la vuelta:

t fusible = A 2 registro ⁡ ( T metro − T a T a + 234 + 1 ) 33  I 2

donde A es milésimas de pulgada circulares, las temperaturas están en grados C y el tiempo en segundos.

Tenga en cuenta que el eq de Onderdonk se escribió para estimar el tiempo de fusión del cable en el aire para una corriente determinada, no para grabar en una PCB. Mirando su estructura, parece considerar solo la conducción térmica a través del área de la sección transversal del conductor (no veo ningún área de superficie). Probablemente no sea preciso para tiempos de más de 5 o 6 segundos, de hecho, durante un tiempo lo suficientemente largo, la corriente cero alcanzará T metro .

Usando la segunda forma de la ecuación, 20 amperios a través de un grabado de 50 mil por 5,6 mil alcanzarían la temperatura de fusión en aproximadamente 7 segundos y alcanzarían T metro de 135C en aproximadamente 1,5 segundos. Estos tiempos parecen más cortos de lo esperado.

Es un problema difícil y las rutas térmicas pueden tener condiciones de contorno muy diferentes, lo que limita la región de utilidad de la solución analítica. Puede obtener las mejores estimaciones construyendo algunos tableros de prueba y midiendo.

Nota: En mi comentario mencioné una herramienta gratuita en ultracad para calcular el aumento de calor, pero ahora veo que ya no es un software gratuito.

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