Lpson

Công thức tính độ rộng đường mạch in (trace width) trên PCB dựa vào dòng điện, độ dày lớp đồng, và mức tăng nhiệt độ cho phép (temperature rise) thường được xác định theo tiêu chuẩn IPC-2221 hoặc IPC-2152 (phiên bản mới hơn, chính xác hơn).

🔹 1. Công thức theo tiêu chuẩn IPC-2221 (truyền thống)

Đối với đường mạch ngoài (External Layer):I=k⋅(ΔT)0.44⋅(A)0.725

Đối với đường mạch trong (Internal Layer):I=k⋅(ΔT)0.44⋅(A)0.725

Trong đó:

• I: dòng điện (A)
• A: tiết diện mặt cắt ngang của đường mạch (mil²)
• ΔT: mức tăng nhiệt độ cho phép (°C)
• k: hằng số kinh nghiệm
  • Lớp ngoài: k=0.048
  • Lớp trong: k=0.024

Từ đó suy ra:

A=(Ik⋅(ΔT)0.44)1/0.725

Sau khi tính được A, ta có thể tìm độ rộng như sau:

W=AT​

Với:

• T: độ dày lớp đồng (mil)
  • 1 oz/ft² = 1.37 mil
  • 2 oz/ft² = 2.74 mil
  • 3 oz/ft² = 4.11 mil(1 mil = 0.0254 mm)

🔹 2. Công thức quy đổi ra mm

Vì 1 oz = khoảng 35 µm, ta có thể tính nhanh:

W(mm)=A(mil2)×0.00064516T(μm)×1000

🔹 3. Ví dụ minh họa

Yêu cầu: Dòng điện 2A, nhiệt tăng cho phép 10°C, lớp đồng 1oz (35 µm), lớp ngoài.

Áp dụng công thức IPC-2221:

A=(20.048×100.44)1/0.725=191 mil2

W=1911.37=139 mil≈3.53 mm

→ Độ rộng cần thiết ≈ 3.5 mm

Dưới đây là bảng tra nhanh độ rộng đường mạch (theo chuẩn IPC-2221), giúp bạn ước lượng nhanh độ rộng (mm) cần thiết cho các dòng điện khác nhau, với lớp đồng 1oz, 2oz, 3oz và mức tăng nhiệt độ cho phép 10°C (điều kiện thường dùng trong thiết kế PCB).

🔹 BẢNG TRA NHANH ĐỘ RỘNG ĐƯỜNG MẠCH (PCB TRACE WIDTH)

Dòng điện (A)	1oz (35µm) – Lớp ngoài	2oz (70µm) – Lớp ngoài	3oz (105µm) – Lớp ngoài
0.5A	0.55 mm	0.28 mm	0.19 mm
1A	1.00 mm	0.50 mm	0.34 mm
2A	3.50 mm	1.75 mm	1.20 mm
3A	5.50 mm	2.80 mm	1.90 mm
5A	9.00 mm	4.50 mm	3.00 mm
10A	18.0 mm	9.0 mm	6.0 mm

⚙️ Ghi chú:

• Lớp trong thường cần rộng hơn 1.5–2 lần so với lớp ngoài vì khả năng tản nhiệt kém hơn.
• Bảng này áp dụng cho tăng nhiệt độ 10°C; nếu cho phép tăng nhiệt cao hơn (ví dụ 20°C), đường mạch có thể hẹp hơn khoảng 25–30%.

Dưới đây là các đường dẫn (liên kết) tham khảo đáng tin cậy về công thức tính độ rộng đường mạch PCB theo chuẩn IPC‑2221 / IPC‑2152, được dùng để dẫn chứng cho các phần mình đã giải thích phía trên:

PCB Trace Width Calculator – SUNPCB→ Trình bày công thức tính W=A/(T×1.378) và cách quy đổi theo độ dày đồng (oz).

PCB Trace Width Calculator – PCBWay→ Cung cấp công cụ tính tự động theo chuẩn IPC‑2221 với đầu vào dòng điện, lớp đồng và mức tăng nhiệt.

IPC 2221 Demystified: A Beginner’s Guide to PCB Design Standards – ALLPCB→ Giải thích tiêu chuẩn IPC‑2221, công thức và biểu đồ tra nhanh dòng điện – độ rộng mạch.

PCB Trace Width Conversion Calculator – DigiKey→ Công cụ chuẩn của DigiKey, sử dụng công thức IPC‑2221 để tính độ rộng theo dòng điện, độ dày đồng và nhiệt độ.

Trace Width Calculator – AdvancedPCB→ Trình tính toán online theo công thức IPC‑2221, có giải thích mối liên hệ giữa dòng điện và tiết diện mạch.

Trace Width vs Current in PCB Design – Wevolver→ Bài viết so sánh giữa tiêu chuẩn IPC‑2221 và IPC‑2152, hướng dẫn cách chọn độ rộng phù hợp.

Optimizing for PCB Trace Thickness vs Current Capacity – Cadence→ Phân tích chi tiết ảnh hưởng giữa chiều dày đồng, độ rộng mạch và khả năng dẫn dòng.

PCB Trace Width vs Current Table – MCLPCB→ Cung cấp bảng tra nhanh độ rộng‑dòng điện theo tiêu chuẩn ANSI/IPC‑2221.

IPC‑2221 Calculator for PCB Trace Current and Heating – Altium→ Altium cung cấp công cụ tính giới hạn dòng – nhiệt theo chuẩn IPC‑2221.

Bài viết có sử dụng Chat-GPT để trích xuất và kiểm chứng!

HÃY LÀ NGƯỜI ĐẦU TIÊN CHIA SẼ NỘI DUNG NÀY

•