PCBトレース幅計算機
IPC-2221規格を使用して、電流要件に最適なPCBトレース幅を計算します。抵抗と電圧降下の推定値を取得できます。
計算機
Current (I)
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│▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓│ ← Copper Trace
│▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓│ Width × Thickness
└────────────────────────────┘
←─── Length ───→
Cross-section:
┌─────────────┐ ↑
│▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓│ Thickness (oz)
└─────────────┘ ↓
←── Width ──→この計算機の使い方
このPCBパターン幅計算機はIPC-2221規格を使用して、電流、温度上昇、銅箔厚に基づいて 設計に必要な最小パターン幅を決定します。
- レイヤータイプを選択 — 外層（表面/裏面）または内層を選択
- 電流を入力 — パターンが流す最大電流（アンペア）
- 温度上昇を設定 — パターンが周囲温度より上昇できる温度（通常10〜20°C）
- 銅箔厚を選択 — 標準は1 oz/ft²（35µm）、大電流には2 ozを使用
- パターン長を入力 — 電圧降下と抵抗の計算用
- 「計算」をクリックして、必要なパターン幅と電気特性を確認
IPC-2221規格
IPC-2221はプリント基板設計の一般規格です。電流容量に基づいてパターン幅を 決定するための公式とチャートを提供しています。
主要な要因
- 電流 (I) — 電流が大きいほど、より広いパターンが必要
- 温度上昇 (ΔT) — より多くの加熱を許容すれば、より細いパターンが可能
- 銅箔厚 — 厚い銅箔は同じ幅でより多くの電流を流せる
- レイヤー位置 — 内層は放熱が制限されるため、より広いパターンが必要
重要な注意事項
IPC-2221は保守的な推定値を提供します。重要な設計では、周囲温度、 近くの熱源、エアフローなどの追加要因を考慮してください。 計算には常に安全マージンを追加してください。
PCBパターン設計のヒント
銅箔厚の選択
| 銅箔厚 | 厚さ | 一般的な用途 |
|---|---|---|
| 0.5 oz/ft² | 17.5 µm | 狭ピッチ部品、RF回路 |
| 1 oz/ft² | 35 µm | 標準PCB、ほとんどのアプリケーション |
| 2 oz/ft² | 70 µm | パワーエレクトロニクス、大電流 |
| 3-4 oz/ft² | 105-140 µm | 高出力、自動車 |
温度上昇のガイドライン
- 10°C — 保守的、密閉設計や高周囲温度に適切
- 20°C — 十分な換気がある一般的なアプリケーションの標準
- 30°C — 良好な空気流がある十分に冷却された設計に許容可能
- 40°C以上 — アクティブ冷却を備えた短いパターンのみ
大電流設計の戦略
- ポリゴン塗りつぶし — 電源にはパターンの代わりに銅箔塗りつぶしを使用
- 並列パターン — 複数の並列パターンで電流を分担
- 厚い銅箔 — 2 oz銅箔は40%多い電流を流せる
- サーマルビア — 他の層への放熱を助ける
実践的な例
例1: USB電源パターン（5V、500mA）
500mA電力供給のUSBデバイスの設計。
パラメータ: I = 0.5A、ΔT = 10°C、1 oz銅箔、外層
結果: パターン幅 ≈ 0.25mm（10 mils）
推奨: 安全マージンとして最低0.3mm（12 mils）を使用
例2: モータードライバー（12V、3A）
DCモータードライバー回路の電源パターン。
パラメータ: I = 3A、ΔT = 20°C、1 oz銅箔、外層
結果: パターン幅 ≈ 1.0mm（40 mils）
推奨: 幅を0.7mmに減らすために2 oz銅箔を検討
例3: LEDドライバー（24V、5A）
LED照明ドライバーの大電流パターン。
パラメータ: I = 5A、ΔT = 20°C、2 oz銅箔、外層
結果: パターン幅 ≈ 1.2mm（47 mils）
推奨: メイン電源レールにはポリゴン塗りつぶしを使用
よくある質問
内層パターンが外層より広いのはなぜですか？
内層は他のPCB層の間に挟まれているため、対流や放射による放熱能力が制限されます。 外層は空気との接触によりより効果的に冷却できるため、同じ電流に対して より細いパターンで済みます。
どの温度上昇を使用すべきですか？
10°Cの上昇は保守的で、ほとんどのアプリケーションに適しています。 十分に換気された設計には20°Cを使用します。高い値（30〜40°C）は、 良好な熱管理を備えた短いパターンにのみ適切です。 最大周囲温度と上昇の合計が部品定格を超えないように考慮してください。
信号線にはより細いパターンを使用できますか？
はい。ミリアンペアを流す信号パターンは、電源パターンよりもはるかに細くできます。 信号の主な制約は製造能力（通常最小4〜6 mil）と高速信号のインピーダンス要件であり、 電流容量ではありません。
ビアは電流容量にどのように影響しますか？
単一のビアは電流容量が制限されています（サイズによって通常0.5〜1A）。 大電流経路には、複数のビアを並列に使用します。一般的なルールは 1アンペアあたり1つのビアですが、特定の設計についてはビアサイズの 計算を確認してください。
長いパターンにはディレーティングが必要ですか？
長いパターンはより多くの抵抗と電圧降下を蓄積しますが、IPC式は すでに熱的側面を考慮しています。電圧降下の計算を確認して、 回路に対して許容できることを確認してください。 敏感なアナログ回路では、より広いパターンがIRドロップからの ノイズを減らします。
ACおよび高周波電流についてはどうですか？
IPC-2221の式は主にDCと低周波ACを対象としています。高周波では、 表皮効果により電流がパターン表面に集中し、実質的な導電面積が 減少します。RFや高速デジタルには、代わりにインピーダンス制御 パターンの計算を使用してください。