有什么好的方法快速估算PCB走线电阻?

发布时间:2022-01-26 阅读量:1373 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理

首先要知道,在前面的例子中,假定电流是沿方块的一边呈直线流动,从一端流向另一端(如图3a所示)。然而,如果电流要拐个直角弯(如图3b中的方形直角),那情况就有些不同了。


在前面的例子中,假定电流是沿方块的一边呈直线流动,从一端流向另一端(如图3a所示)。如果电流要拐个直角弯(如图3b中的方形直角),会发现,方块左下方部分的电流路径要短于右上方部分。  


当电流流过拐角时,电流密度较高,这意味着一个拐角方块的电阻只能按0.56个正方形来计算。  


现在看到,方块左下方部分的电流路径要短于右上方部分。因此,电流会拥挤在电阻较低的左下方区域。所以,这个区域的电流密度就会高于右上方区域。箭头之间的距离表示了电流密度的差异。结果是,一个拐角方块的电阻只相当于0.56个正方形(图4)。


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同样,可对焊在印刷电路板上的连接器做一些修正。在这里,假设,与铜箔电阻相比,连接器电阻可忽略不计。 

可以看到,如果连接器占据了待评估铜箔区域中很大一部分,则该区域的电阻就应相应降低。图5显示了三端连接器结构及其等效方块的计算(参考文献1)。阴影区表示铜箔区内的连接器管脚。


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在,用一个较为复杂的例子来说明如何使用这种技术。图6a为一个较复杂的形状,计算它的电阻需要费点工夫。这个例子里,假设条件是25℃下铜箔重量为1oz.,电流方向是沿走线的整个长度,从A点到B点。A端和B端都放有连接器。

采用前述的相同技术,可把复杂形状分解为一系列方块,如图6b所示。这些方块可以是任何适宜的尺寸,可用不同尺寸的方块来填充整个感兴趣的区域。只要有一个正方块,并知道铜走线的重量,就能知道电阻值。


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共有六个完全正方块,两个包括连接器的正方块,还有三个拐角方块。由于1oz.铜箔的电阻为0.5mΩ/方块,并且电流线性地流过六个全方块,这些方块的总电阻为:6×0.5mΩ=3mΩ。  


然后,要加上两个有连接器的方块,每个按0.14个方块计算(图5c)。因此,两个连接器算0.28个方块(2×0.14)。对于1oz.铜箔,这增加了0.14mΩ的电阻(0.28×0.5mΩ=0.14mΩ)。

最后,加上三个拐角方块。每个按0.56个方块计算,总共为3×0.56×0.5mΩ=0.84mΩ。  

因此,从A到B的总电阻为3.98mΩ(3mΩ+0.14mΩ+0.84mΩ)。

有的朋友会说:PCB走线怎么会那么奇形怪状?但是往往需要计算走线电阻的是电源信号,电源信号有时通过覆铜实现,形成一些不规则形状。


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