如何利用PCB走线设计一个0.05欧姆的采样电阻

有时候，在电路设计中，需要使用阻值较小的功率电阻作为采样电阻，用于采样大电流。通常情况下，我们会选择一个大封装的功率电阻，比如2010或1812，功率一般为0.5W。但是，我们是否考虑过使用PCB走线来设计一个采样电阻呢？下面介绍一种设计0.05欧姆采样电阻的方法。

首先，让我们来了解一些物理知识，导体的电阻率公式为：[ R = \frac{\rho \cdot L}{S} ] 其中，[ \rho ] 是特定导体的电阻率，[ L ] 是导体长度，[ S ] 是导体截面积。

从上述导体的电阻率公式中可以看出，要设计出0.05欧姆的PCB走线，我们需要了解PCB导体的电阻率、走线的长度以及走线的横截面积。PCB导体通常采用铜，而铜的电阻率为1.75×10E-08。走线的横截面积可以通过走线宽度和覆铜厚度计算得到，PCB的覆铜厚度通常有1OZ、1/2OZ、1/3OZ等不同选项。走线的宽度和长度需要进行计算才能确定。为了方便计算，我们可以使用EXCEL表格来找到满足要求的合适数值。

由上图可知，通过excel表格算出了几组满足要求的数据。

1. 当覆铜厚度是1OZ，走线宽度是1mm，走线长度是10cm时，PCB走线导体电阻计算出来的结果是0.05Ω。
2. 当覆铜厚度是1/2OZ，走线宽度是1mm，走线长度是5cm时，PCB走线导体电阻计算出来的结果是0.05Ω。
3. 当覆铜厚度是1/3OZ，走线宽度是1mm，走线长度是3.5cm时，PCB走线导体电阻计算出来的结果是0.052Ω。
4. 当覆铜厚度是1OZ，走线宽度是2mm，走线长度是20cm时，PCB走线导体电阻计算出来的结果是0.05Ω。
5. 当覆铜厚度是1/2OZ，走线宽度是2mm，走线长度是10cm时，PCB走线导体电阻计算出来的结果是0.05Ω。
6. 当覆铜厚度是1/3OZ，走线宽度是2mm，走线长度是7cm时，PCB走线导体电阻计算出来的结果是0.05Ω。

算出了满足阻值要求的PCB走线宽度和长度后，已经可以在PCB上画过这段导线了。例如，其中一组满足要求的数据的画法如图：

但是，我们还要知道所设计的这个“电阻”的载流能是多大，如果需要流过的电流很大，而设计出来的“电阻”载流能力比它小，就有烧毁的可能。导体的载流能力可以用以下计算方法计算，

                    I=KT0.44A0.725 

（K为修正系数，一般覆铜线在内层时取0.024，在外层时取0.048，T为最大温升，单位为摄氏度(例如，60℃)，A为覆铜截面积，单位为平方MIL(不是毫米mm，注意是square mil.)

同样用excel表格计算PCB走线载流能力，把以上满足条件的几组数据设计出来的导线的载流能算出来，如下图所示:

由上图可知，

1. 当覆铜厚度是1OZ，里层走线宽度是1mm，PCB走线导体的载流能力60度最大温升时是2.63A。
2. 当覆铜厚度是1/2OZ，里层走线宽度是1mm，PCB走线导体的载流能力60度最大温升时是1.59A。
3. 当覆铜厚度是1/3OZ，里层走线宽度是1mm，PCB走线导体的载流能力60度最大温升时是1.19A。
4. 当覆铜厚度是1OZ，里层走线宽度是2mm，PCB走线导体的载流能力60度最大温升时是4.35A。
5. 当覆铜厚度是1/2OZ，里层走线宽度是2mm，PCB走线导体的载流能力60度最大温升时是2.63A。
6. 当覆铜厚度是1/3OZ，里层走线宽度是2mm，PCB走线导体的载流能力60度最大温升时是1.96A。
7. 当覆铜厚度是1OZ，外层走线宽度是1mm，PCB走线导体的载流能力60度最大温升时是5.26A。
8. 当覆铜厚度是1/2OZ，外层走线宽度是1mm，PCB走线导体的载流能力60度最大温升时是3.18A。
9. 当覆铜厚度是1/3OZ，外层走线宽度是1mm，PCB走线导体的载流能力60度最大温升时是2.38A。
10. 当覆铜厚度是1OZ，外层走线宽度是2mm，PCB走线导体的载流能力60度最大温升时是8.70A。
11. 当覆铜厚度是1/2OZ，外层走线宽度是2mm，PCB走线导体的载流能力60度最大温升时是5.26A。
12. 当覆铜厚度是1/3OZ，外层走线宽度是2mm，PCB走线导体的载流能力60度最大温升时是3.93A。

有了以上这些结果，我们就可以根据实际情况选择合适的数据来设计出满足我们要求的阻值的PCB导线。

如果对以上计算时用到的计算方法、EXCEL表感兴趣的，可以在公众号后台回复关键字“走线电阻”，即可获得下载链接。

以上就是良许教程网为各位朋友分享的Linu系统相关内容。想要了解更多Linux相关知识记得关注公众号“良许Linux”，或扫描下方二维码进行关注，更多干货等着你 ！