Cálculo del ancho de la pista (track width)
Esta herramienta de cálculo del ancho de la pista (track width) se ha desarrollado a partir de las fórmulas presentes en la norma IPC-2221. El correcto dimensionamiento del ancho de pista en una placa de circuito impreso garantiza que pueda conducirse una corriente determinada sin causar sobrecalentamiento ni daños en la placa.
Una corriente elevada requiere pistas más anchas o un mayor grosor de cobre. Consulte la herramienta para saber cuál es la mejor opción para su aplicación.
Datos del circuito impreso
• Notas
- Cálculo del ancho de pista
El cálculo del ancho de vía se realiza del siguiente modo:
En primer lugar, la sección transversal necesaria del conductor se calcula de la siguiente manera
$$A = (I/{k ΔT^{0.44}})^{1/{0.725}} $$
en el que, $I$ es la constante en amperios, $A$ la sección transversal en milímetros cuadrados, $ΔT$ el aumento de temperatura en $°C$ e $k$ una constante que depende de la ubicación de la pista.
- $k = 0.048$ para capas externas
- $k = 0.024$ para capas internas
El ancho $L$ de la pista, en mils, puede calcularse conociendo el grosor $E$ del cobre, en oz, utilizada. El cálculo se realiza mediante
$$ L =A/{1.378 E} $$
en la que la constante $1.378$ se utiliza para la conversión de oz a mils.
Finalmente, el ancho $L$ puede convertirse a milímetros mediante
$$ L [mm] = L[mil] \, 0.0254 $$
- Cálculo de la resistencia del conductor
El cálculo de la resistencia se realiza teniendo en cuenta la variación de temperatura del cobre. El valor de la resistividad se modifica según una aproximación lineal. Para ello, hay que tener en cuenta que la temperatura $T$ no varía mucho alrededor del punto elegido $(25 °C)$. El cálculo de la resistividad viene dado por:
$$ ρ = ρ_{0} [1 + α(T - T_{0})] $$
Para $T_{0} = 25 \, °C$ y considerando el material como cobre, tenemos que $ρ_0 = 1.68×10^{-5} \, [Ω / {mm}] $ e $ α = 3.86 × 10^{-3} \, [°C^{-1}] $. De esta forma es posible calcular la resistencia mediante
$$ R = {ρ C}/{A} $$
en el que $C$ es la longitud del conductor en mm y $R$ la resistencia del conductor (pista) en Omh.
- Cálculo de la caída de tensión y las pérdidas
El cálculo del valor de la caída de tensión $V$, en Volts, de un conductor puede realizarse mediante la Ley de Ohm, por lo que la caída de tensión en la pista viene dada por
$$ V = R I $$
La pérdida en Watts, $P$, debido a la resistencia del conductor (ohm), puede calcularse mediante
$$P = R I^{2}$$