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IPC-2221

Calculateur de courant admissible d'une piste PCB

Le courant admissible d'une piste se calcule par la formule IPC-2221 section 6.2 : I = k x dT^0,44 x A^0,725, avec k = 0,048 (piste externe) ou 0,024 (interne), dT l'échauffement en degC et A la section en mil carré. La section dépend de la largeur et du poids de cuivre.

Paramètres
Position de la piste

Une piste externe dissipe mieux la chaleur (k = 0,048) qu une piste interne (k = 0,024), donc admet plus de courant a largeur egale.

Largeur du cuivre. Bascule mil/mm/um. 100 mil = 2,54 mm. Au dela de 100 mil, hors plage validee IPC-2221.

Epaisseur du cuivre fini. 1 oz = 1,378 mil = 35,0 um. La valeur la plus courante est 1 oz ; 4 oz depasse la plage IPC-2221.

Echauffement au dessus de l ambiant. IPC-2221 prend souvent 10 degC. Au dela de 45 degC, surveiller la fiabilite.

Sert a la resistance, la chute de tension et les pertes. N influence pas la limite thermique de courant.

Si renseigne, nous indiquons en plus la largeur minimale de piste pour ce courant, a memes epaisseur, echauffement et position.

Air (surface ouverte) Dielectrique Piste cuivre W T Externe : couche exterieure, k = 0,048 (dissipe vers l air)
Résultat

4.7 A

Détail

A = 137.8 mil² (0.0889 mm²) · R = 9.696 mΩ · Vdrop = 45.58 mV · Ploss = 214.3 mW · k = 0.048 (externe)

Estimation IPC-2221 (ses abaques sont repris par IPC-2152). Pistes externes et internes diffèrent ; gardez une marge pour vias, connecteurs et charges prolongées.

Questions fréquentes

FAQ

Quelle formule ce calculateur utilise-t-il exactement ?
Nous appliquons la formule IPC-2221 section 6.2 : I = k x dT^0,44 x A^0,725, où I est en ampères, dT l'élévation de température en degC et A la section de cuivre en mil carré. La constante k vaut 0,048 pour une piste externe et 0,024 pour une piste interne. La section A est le produit largeur x épaisseur, l'épaisseur étant déduite du poids de cuivre (1 oz = 1,378 mil = 35,0 um).
Pourquoi une piste interne admet-elle moins de courant qu'une piste externe ?
Une piste externe (couche supérieure ou inférieure) dissipe la chaleur par convection vers l'air, alors qu'une piste interne est enfouie dans le stratifié et évacue moins bien. IPC-2221 traduit cela en divisant k par deux (0,024 au lieu de 0,048). À noter : les essais IPC-2152 montrent que ce facteur 2 est pessimiste, donc nos résultats internes sont volontairement conservateurs.
Comment convertir le poids de cuivre en épaisseur ?
Le poids de cuivre exprime une épaisseur surfacique. 1 oz correspond à 1,378 mil, soit 35,0 um de cuivre fini. Ainsi 0,5 oz = 17,5 um, 2 oz = 70,0 um, 3 oz = 105,0 um. Le calculateur fait la conversion automatiquement avant d'évaluer la section, vous saisissez simplement la valeur en oz de votre fabricant.
Quelle élévation de température choisir ?
IPC-2221 prend souvent 10 degC d'échauffement au-dessus de l'ambiant comme valeur de référence, et c'est notre défaut. Vous pouvez monter à 20 ou 30 degC pour une piste de puissance moins critique, mais au-delà de 45 degC il faut surveiller la fiabilité du stratifié et le derating des composants voisins. L'échauffement reste un compromis entre densité de routage et marge thermique.
Dans quelles limites la formule IPC-2221 est-elle valide ?
Les données IPC-2221 ont été établies pour des courants jusqu'à environ 35 A, des pistes de 0 à 100 mil de large et un cuivre jusqu'à environ 3 oz. Au-delà, le calculateur affiche un avertissement d'extrapolation. Pour des courants élevés, validez par mesure ou par simulation thermique, ou contactez-nous pour une revue de routage.
Pour aller plus loin
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