PCB走线电阻计算器

根据走线尺寸、铜重、电流和温度,计算PCB铜走线的电阻、压降及功率损耗。

使用标准铜电阻率并进行温度修正,检查电路板走线是否满足电气损耗预算。

PCB走线电阻计算器
输入成品铜走线的尺寸和工作条件。

关于PCB走线电阻

印刷电路板走线是一条薄铜导体,虽然铜的导电性很高,仍具有可测量的电阻。电阻取决于导体长度、横截面积、材料电阻率及工作温度。本计算器将铜走线建模为矩形截面,并采用基本关系式 R = ρL / A。长度由毫米换算为米,走线宽度与铜厚共同确定横截面积。标准一盎司铜的厚度按约 0.0348 mm 计算。 铜在 20°C 时的电阻率约为 1.724 × 10⁻⁸ 欧姆米。铜温度升高时电阻率增大,因此计算器采用每摄氏度 0.00393 的温度系数进行修正。这在电力电子中很重要,因为自发热会增加电压损失并形成反馈效应。电镀与制造后,成品铜厚可能与标称铜箔重量对应的厚度不同,因此对公差要求严格时,应使用电路板厂商提供的成品值。 压降遵循欧姆定律:V = IR。转化为热量的功率遵循 P = I²R。因此,小电流下看似合适的走线,在电流翻倍时可能浪费更多能量,因为发热功率随电流平方增长。请将计算压降与负载端允许的偏差进行比较。低压数字电源轨、电流检测路径、电机驱动器、LED电源及电池电路通常需要特别低的损耗。 结果是均匀直线走线的直流电阻估算,不包含过孔、连接器、局部缩窄段、焊点、铜表面粗糙度或接触电阻。高频下,趋肤效应与邻近效应可能提高有效电阻;附近的铺铜及电镀表面也可能改变电气与热特性。处理射频结构时,应单独加入这些因素或使用电磁场求解器。 实际设计时,应计算完整的去程和回流路径,而不只是其中一段。为制造偏差、机箱内温度升高及瞬态电流留出余量。本计算器适合早期尺寸设计与损耗检查,但还应采用基于IPC标准的载流能力方法评估热限制,并在有代表性的硬件上确认。

PCB走线电阻示例

以下典型铜走线场景均按 20°C 计算。

走线计算结果设计说明
宽 1 mm,长 100 mm,1 oz,1 A0.04954 Ω, 0.04954 V常见的短电源走线,压降约为五十毫伏。
宽 2 mm,长 50 mm,2 oz,3 A0.006194 Ω, 0.01858 V更宽、更厚的铜可显著降低电阻和损耗。
宽 0.25 mm,长 200 mm,1 oz,0.1 A0.3963 Ω, 0.03963 V细长信号走线即使电流较小,也会有明显电阻。

如何计算PCB走线电阻

  1. 以毫米输入成品走线宽度和完整电流路径长度。
  2. 输入铜重;标准 35 µm 铜使用 1 oz,除非制造叠层规定了其他数值。
  3. 输入预计电流与铜的工作温度。
  4. 选择“计算”,将电阻、压降及功率损耗与设计限制比较。

PCB走线电阻常见问题

铜重如何换算为厚度?

每平方英尺一盎司铜的厚度约为 0.0348 mm,即 35 µm。对于其他铜重,计算器按线性比例换算厚度。

为什么走线电阻随温度升高而增大?

温度越高,铜内部的热振动对电子流动的阻碍越强。室温附近,每升高一摄氏度,电阻约增加 0.393%。

应计入回流走线长度吗?

应计入。电流必须经过供电和回流路径。可分别计算并将电阻相加;若宽度和铜厚相同,也可输入两者的总长度。

此计算器包含过孔电阻吗?

不包含。模型仅涵盖均匀矩形走线。要估算完整路径,请另行加入过孔孔壁、连接器、缩窄段和接触电阻。

结果适用于高频走线吗?

这是直流电阻估算,可用作基准。高频下,趋肤效应、表面粗糙度与邻近效应会提高有效电阻,因此射频设计可能需要电磁场求解器。