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pcb 内阻 计算公式

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PCB(印刷电路板)的内阻主要指铜箔走线的直流电阻,其计算公式基于导体的电阻公式:

PCB 走线电阻计算公式:

[ R = \rho \cdot \frac{L}{A} = \rho \cdot \frac{L}{W \cdot T} ]

参数说明:


实际工程中的简化步骤:

  1. 统一单位:常用 毫米(mm)盎司(oz)(1 oz 铜厚 ≈ 0.035 mm)。
  2. 公式转换
    [ R = \rho \cdot \frac{L}{W \cdot T} \quad \rightarrow \quad R \approx \left(0.017 \sim 0.022\right) \cdot \frac{L\,(\text{mm})}{W\,(\text{mm}) \cdot T\,(\text{mm})} ]
    或引入铜厚 oz 单位(1 oz = 35 μm = 0.035 mm):
    [ \boxed{R \approx \frac{0.5 \cdot L\,(\text{mm})}{W\,(\text{mm}) \cdot [T\,(\text{oz})]} \quad (\text{单位: } \text{m}\Omega)} ]
    注:系数 0.5 是基于 ρ ≈ 1.75×10⁻⁸ Ω·m 的近似值,实际值可能需根据铜箔类型调整。

关键注意事项:

  1. 铜厚标准
    • 1 oz 铜厚 = 35 μm (0.035 mm)
    • 2 oz = 70 μm,以此类推。
  2. 温升影响
    电阻随温度升高而增大(铜的温度系数 ≈ +0.4%/°C)。大电流时需计算温升。
  3. 高频/交流效应
    高频时需考虑 趋肤效应(电流趋向导体表面),此时交流电阻 > 直流电阻。
  4. 表面粗糙度
    实际铜箔表面不平整会增加约 10%~50% 的电阻(高频影响更大)。

设计应用示例:

计算一条 100 mm 长、1 mm 宽、1 oz 厚的走线电阻:
[ R \approx \frac{0.5 \times 100}{1 \times 1} = 50 \,\text{m}\Omega \quad (\text{约值}) ]


降低 PCB 走线电阻的方法:

  1. 增加铜厚(如用 2 oz 代替 1 oz)。
  2. 加宽走线(( R \propto 1/W ))。
  3. 缩短长度(( R \propto L ))。
  4. 多层并联:电源/地平面比窄走线电阻更低。

⚠️ 提示:大电流路径(如电源、地线)必须计算电阻,避免压降过大或发热。可使用 PCB 阻抗计算工具(如 Saturn PCB Toolkit)快速验证。

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