PCB走线宽度计算器
使用IPC-2221标准计算满足电流要求的最佳PCB走线宽度。获取电阻和压降估算。
计算器
Current (I)
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│▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓│ ← Copper Trace
│▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓│ Width × Thickness
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←─── Length ───→
Cross-section:
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│▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓│ Thickness (oz)
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←── Width ──→如何使用此计算器
此PCB走线宽度计算器使用IPC-2221标准，根据电流、温升和铜厚来确定设计所需的最小走线宽度。
- 选择层类型 — 在外层（顶层/底层）或内层之间选择
- 输入电流 — 走线将承载的最大电流（安培）
- 设置温升 — 走线可以高于环境温度的升温幅度（通常10-20°C）
- 选择铜厚 — 标准是1 oz/ft²（35µm），大电流使用2 oz
- 输入走线长度 — 用于电压降和电阻计算
- 点击「计算」查看所需的走线宽度和电气特性
IPC-2221标准
IPC-2221是印刷电路板设计的通用标准。它提供了根据载流能力确定走线宽度的公式和图表。
关键因素
- 电流 (I) — 电流越大，需要更宽的走线
- 温升 (ΔT) — 允许更多发热意味着可以接受更窄的走线
- 铜厚 — 更厚的铜可以在相同宽度下承载更多电流
- 层位置 — 内层由于散热能力降低，需要更宽的走线
重要提示
IPC-2221提供保守估计。对于关键设计，请考虑额外因素，如环境温度、 附近热源和气流。始终在计算中添加安全裕度。
PCB走线设计技巧
铜厚选择
| 铜厚 | 厚度 | 典型用途 |
|---|---|---|
| 0.5 oz/ft² | 17.5 µm | 细间距元件、RF电路 |
| 1 oz/ft² | 35 µm | 标准PCB、大多数应用 |
| 2 oz/ft² | 70 µm | 电力电子、大电流 |
| 3-4 oz/ft² | 105-140 µm | 重载电源、汽车电子 |
温升指南
- 10°C — 保守，适合封闭设计或高环境温度
- 20°C — 具有充分通风的大多数应用的标准
- 30°C — 具有良好气流的良好冷却设计可接受
- 40°C以上 — 仅适用于具有主动冷却的短走线
大电流设计策略
- 铺铜 — 电源使用铜皮填充而不是走线
- 并联走线 — 多条并联走线分担电流
- 更厚的铜 — 2 oz铜可以承载40%更多的电流
- 散热过孔 — 帮助将热量散发到其他层
实际示例
示例1：USB电源走线（5V，500mA）
设计500mA供电的USB设备。
参数：I = 0.5A，ΔT = 10°C，1 oz铜，外层
结果：走线宽度 ≈ 0.25mm（10 mils）
建议：使用至少0.3mm（12 mils）作为安全裕度
示例2：电机驱动器（12V，3A）
直流电机驱动电路的电源走线。
参数：I = 3A，ΔT = 20°C，1 oz铜，外层
结果：走线宽度 ≈ 1.0mm（40 mils）
建议：考虑2 oz铜以将宽度减少到0.7mm
示例3：LED驱动器（24V，5A）
LED照明驱动器的大电流走线。
参数：I = 5A，ΔT = 20°C，2 oz铜，外层
结果：走线宽度 ≈ 1.2mm（47 mils）
建议：主电源轨使用铺铜
常见问题
为什么内层走线比外层宽？
内层夹在其他PCB层之间，限制了其通过对流和辐射散热的能力。 外层可以通过与空气接触更有效地冷却，因此对于相同的电流可以更窄。
我应该使用什么温升？
10°C的温升是保守的，适合大多数应用。对于通风良好的设计使用20°C。 较高的值（30-40°C）仅适用于具有良好热管理的短走线。 考虑您的最大环境温度加上温升不应超过元件额定值。
我可以为信号线使用更细的走线吗？
可以。承载毫安电流的信号走线可以比电源走线细得多。 信号的主要限制是制造能力（通常最小4-6 mil）和高速信号的阻抗要求， 而不是载流能力。
过孔如何影响载流能力？
单个过孔的载流能力有限（根据尺寸通常为0.5-1A）。 对于大电流路径，使用多个并联过孔。常见规则是每安培电流一个过孔， 但请检查您具体设计的过孔尺寸计算。
长走线需要降额吗？
长走线会积累更多的电阻和电压降，但IPC公式已经考虑了热方面。 检查电压降计算以确保对您的电路可接受。 对于敏感的模拟电路，更宽的走线可以减少IR降引起的噪声。
交流和高频电流怎么办？
IPC-2221公式主要针对直流和低频交流。在高频下， 趋肤效应将电流集中在走线表面，有效减少导电面积。 对于RF和高速数字，请改用阻抗控制走线计算。