Calculadora de ancho de pista PCB

La longitud de la pista no afecta a la fórmula de capacidad de corriente de la IPC-2221, que se basa por completo en la sección transversal de la pista y en el aumento de temperatura en estado estacionario. Una pista de 1 mm de ancho transporta la misma corriente tanto si mide 5 mm como 500 mm de largo, desde el punto de vista térmico. Sin embargo, las pistas más largas tienen proporcionalmente más resistencia, lo que significa más caída de tensión y más potencia total disipada repartida a lo largo de la pista. Si una pista de 10 A mide 300 mm de largo con 1 mm de ancho y cobre de 1 oz, la resistencia es de aproximadamente 150 mΩ y la caída de tensión es de 1.5 V, lo cual es inaceptablemente alto para una alimentación de 12 V. En este caso, la pista debe ensancharse no por razones térmicas, sino para reducir la caída de tensión. Comprueba siempre tanto el aumento de temperatura como la caída de tensión al dimensionar pistas de potencia.

La IPC-2221 es el documento de norma industrial publicado que define las ecuaciones empíricas para el dimensionamiento de pistas. El Saturn PCB Toolkit es una herramienta de software gratuita y muy usada, creada por Saturn Electronics, que implementa las ecuaciones de la IPC-2221 junto con funciones adicionales: resistencia de pista, inductancia, caída de tensión, capacidad de corriente de vías, impedancia de pares diferenciales y más. Saturn PCB no define su propia norma, sino que aplica la IPC-2221 (y la IPC-2152 en sus rutinas más nuevas) con opciones adicionales de reducción y comprobaciones cruzadas. Cuando los ingenieros mencionan "Saturn PCB" como autoridad, quieren decir que usaron el software como una implementación cómoda de la norma IPC. Tanto esta calculadora como Saturn PCB implementan las mismas ecuaciones IPC-2221 subyacentes y deberían dar resultados coherentes para entradas estándar.

Las pistas externas (de superficie) disipan calor al aire circundante, mientras que las pistas internas (enterradas) están rodeadas por el laminado de la PCB, que las aísla y atrapa el calor. La fórmula de la IPC-2221 recoge esto con una constante menor para las pistas internas, k = 0.024 frente a k = 0.048 para las externas. Como la constante se reduce a la mitad, una pista interna necesita aproximadamente el doble de área de sección transversal y, por tanto, aproximadamente el doble de ancho, para transportar la misma corriente con el mismo aumento de temperatura. Cuando una pista de alta corriente debe ir en una capa interna, prevé la geometría más ancha o reparte la corriente entre varias capas unidas con vías.