Токонесущая способность (current-carrying capacity) — это параметр проводника на печатной плате, определяющий максимально допустимый постоянный ток, который он может пропускать непрерывно в установившихся условиях без превышения допустимого повышения температуры. Превышение этого значения приводит к перегреву проводника, что может вызвать его повреждение, термическое воздействие на диэлектрик и отказ электронного узла. Расчёт достаточной токонесущей способности печатных проводников является обязательным этапом проектирования силовых цепей и цепей питания.
Факторы влияния и стандарты
На токонесущую способность влияют несколько факторов:
-
Общее сечение проводника, ширина и толщина медного слоя.
-
Максимально допустимое повышение температуры проводника относительно окружающей среды.
-
Температура окружающей среды, наличие охлаждения, расположение других проводников.
Стандарт IPC-2152 (Standard for Determining Current-Carrying Capacity in Printed Board Design) является основным отраслевым документом, предоставляющим номограммы и методики для расчёта этого параметра.
Практическое применение в проектировании и контроле
При проектировании платы инженер рассчитывает минимально необходимую ширину проводников для цепей, несущих значительный ток, используя данные IPC-2152 или специализированное программное обеспечение. В готовом изделии контроль сводится к проверке соответствия ширины проводников проектной документации и проведению термоиспытаний под нагрузкой для выявления локальных перегревов. Для контрактного производителя соблюдение требований к ширине проводников обеспечивает заявленную мощность и надёжность конечного продукта.
Источники: IPC-2152 (Standard for Determining Current-Carrying Capacity in Printed Board Design). Общие требования к проектированию содержатся в IPC-2221.