Leiterbahn-Stromrechner PCB
Eine 10-mil-Außenbahn in 1-oz-Kupfer mit 10 °C Erwärmung trägt knapp 1 A. Geben Sie Breite, Kupferauflage und zulässige Erwärmung ein und erhalten Sie den Strom nach IPC-2221 für Außen- oder Innenlagen. Kostenlos in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- Breite
- 10
- Dicke
- 1
- Temperaturanstieg
- 10
- Schicht
- External A
- Dicke (mil)
- 1,378
- Fläche (mil2)
- 13,78
- K
- 0,048
Leiterbahnen einer Leiterplatte erwärmen sich, sobald Strom fließt, und der maximal sichere Strom für eine gegebene Kupfergeometrie ist jener, der eine zulässige Temperaturerhöhung über der Umgebung erzeugt. Layout-Ingenieure, Power-Integrity-Teams und Prototypbauer dimensionieren immer wieder USB-Schienen, Motortreiber, LED-Streifen und Planengpässe aus Bahnbreite, Kupferauflage und einem Temperaturbudget von zehn oder zwanzig Grad Celsius. Dieser Leiterbahn-Stromrechner wendet die empirische IPC-2221-Beziehung an, die Querschnittsfläche in Quadratmils und Temperaturerhöhung auf Strom in Ampere abbildet, mit den veröffentlichten Konstanten für Außen- und Innenlage. Senden Sie die Breite in mils, die Kupferdicke in Unzen pro Quadratfuß und die zulässige Erhöhung in Grad Celsius, optional mit Innenlage; die Antwort liefert den Strom in Ampere samt Fläche und verwendeter Konstante.
Wie IPC-2221 aus Breite, Kupfer und Temperaturerhöhung Strom macht
Die allgemeine IPC-2221-Formel für die Stromtragfähigkeit eines Leiters lautet I gleich k mal Temperaturerhöhung hoch 0.44 mal Querschnittsfläche hoch 0.725, mit I in Ampere, der Erhöhung in Grad Celsius und der Fläche in Quadratmils. Die Fläche ist schlicht Bahnbreite in mils mal fertige Kupferdicke in mils. Auf gefertigten Platinen wird Kupfer fast immer in Unzen pro Quadratfuß angegeben: eine Unze entspricht 1.378 mils, rund fünfunddreißig Mikrometer, sodass eine Zehn-mil-Bahn in Ein-Unzen-Kupfer 13.78 Quadratmils Kupfer im Querschnitt hat.
Die Konstante k beträgt 0.048 für äußere Leiter, die von der Platinenoberfläche konvektieren und abstrahlen können, und 0.024 für innere Leiter zwischen Dielektrika, die bei gleicher Geometrie und gleicher Erhöhung etwa die Hälfte des Stroms tragen. Eine typische äußere Bahn mit zehn mils, einer Unze und zehn Grad landet daher knapp unter einem Ampere; Verdopplung von Breite oder Kupferauflage hebt Fläche und Strom wegen des Exponenten 0.725 weniger als linear. Es ist ein Entwurfsschätzwerkzeug, das zu den IPC-2221-Tafeln zahlloser CAD-Plugins und Lehrbücher passt.
Bei hohen Strömen oder dichter Packung sollten Sie zusätzlich IPC-2152, Kupferrauheit, benachbarte Ebenen und die Stack-up-Hinweise des Herstellers prüfen, bevor Sie ein Leistungsnetz einfrieren.
Anwendungsfälle
Vergleich der Kupferauflage
Vergleichen Sie 1 oz- und 2 oz-Folie bei gleicher Breite und Temperaturerhöhung, damit Fertigungshinweise schwereres Kupfer auf hochstromigen Lagen begründen.
Häufige Fragen
Was geschieht, wenn die Bahnbreite nicht positiv ist?
Die Bahnbreite muss größer als null sein; eine nullte oder negative Breite definiert keinen Kupferquerschnitt. Ungültige Eingabe wird nicht berechnet.
Warum ist der Strom der Innenlage niedriger als außen?
Vergrabene Bahnen geben Wärme schlechter ab, daher wird dieselbe Geometrie mit etwa der Hälfte des Stroms bewertet.
Wie rechne ich Kupfer-Unzen in Dicke um?
Eine Unze pro Quadratfuß entspricht 1,378 mil, etwa 35 µm. Multiplizieren Sie diese Dicke mit der Bahnbreite, um den Querschnitt zu erhalten: Eine 10-mil-Bahn in 1-oz-Kupfer hat 13,78 Quadratmil.
Verdoppelt eine doppelt so breite Bahn den Strom?
Nein. Doppelte Breite oder doppelte Kupferauflage verdoppelt den Querschnitt, der Strom wächst aber unterproportional, weil die Fläche in der IPC-2221-Beziehung mit dem Exponenten 0,725 eingeht.
Reicht IPC-2221 für eine Hochstromplatine?
Nutzen Sie sie als Entwurfsschätzung. Bei hohen Strömen oder dicht bestückten Platinen prüfen Sie zusätzlich IPC-2152, Kupferrauheit, benachbarte Flächen und die Lagenaufbau-Hinweise des Herstellers; Engstellen an Vias und Lötstopplack sind hier nicht abgewertet.
Was passiert bei einer Bahnbreite von null oder weniger?
Die Eingabe wird mit dem Hinweis abgelehnt, dass die Breite positiv sein muss. Statt eine geratene Belastbarkeit auszugeben, verlangt der Rechner eine echte Bahnbreite in mil, bevor er den Strom berechnet.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.
Endpunkt
Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.
Aufruf aus Ihrem Stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/pcb-trace-current \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"width":10,"thickness":1,"temp_rise":10}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/pcb-trace-current", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"width": 10,
"thickness": 1,
"temp_rise": 10
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/elec/pcb-trace-current",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"width": 10,
"thickness": 1,
"temp_rise": 10
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/pcb-trace-current", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"width":10,"thickness":1,"temp_rise":10}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"width":10,"thickness":1,"temp_rise":10}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/pcb-trace-current", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Beispiel-Anfrage
{
"width": 10,
"thickness": 1,
"temp_rise": 10
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "elec.pcb_trace_current",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Eine nicht positive Bahnbreite wird mit invalid_input abgelehnt statt mit einer erfundenen Strombelastbarkeit.
Wie IPC-2221 aus Breite, Kupfer und Temperaturerhöhung Strom macht
Dieser Endpoint setzt jene Kurvenanpassung exakt um, ohne Interpolationstabellen und ohne versteckte Entwertung für Via-Engstellen oder Lötstopplack. Identische Eingaben erzeugen stets identisches JSON, weil der Pfad reine Arithmetik ist: ohne Netz, ohne Zufallsseed und ohne Wanduhr.
Eingabevertrag, Antwortfelder und Fehlerregeln
Ist die Bahnbreite null oder negativ, scheitert die Aufgabe mit der Meldung, dass width positiv sein muss; das ist der Vertrag dieses Rechners, und solche Fehler werden nicht berechnet. Optionale Ausgabeschlüssel entfallen statt null. Senden Sie einen JSON-Körper mit drei Pflicht-Finitezahlen: width, die Bahnbreite in mils und das Feld, das strikt positiv sein muss; thickness, die fertige Kupferauflage in Unzen pro Quadratfuß (übliche Werte 0.5, 1 und 2); und temp_rise, die zulässige Temperaturerhöhung in Grad Celsius (häufig 10 oder 20). Jedes Feld darf als JSON-Zahl oder als numerische Zeichenkette eintreffen. Alias wie trace_width, width_mil, copper_oz, copper_thickness, temperature_rise und delta_t werden akzeptiert, damit CAD-Skripte und Tabellenexporte vorhandene Spalten abbilden. Das optionale Feld layer ist eine geschlossene Menge: external (Standard, k gleich 0.048) oder internal (k gleich 0.024). Fehlende Felder, nicht finite Werte, nicht positives thickness und nicht positives temp_rise scheitern mit invalid_input unter Nennung des Problems. Bei Erfolg spiegelt der Körper width, thickness, temp_rise und layer, liefert thickness_mil (Unzen umgerechnet mit 1.378 mils je Unze), area_mil2, das tatsächlich genutzte k, current_a als maximal sicheren Strom in Ampere für stabile Automatisierung gerundet, unit stets A, eine Formelzeichenkette zu IPC-2221 und method ipc_2221, damit nachgelagerter Code ohne Formschnüffeln verzweigt. Der Endpoint rechnet keine Millimeter um, wendet keine IPC-2152-Tafeln an und simuliert keine benachbarten Kupferflächen: er wertet nur den IPC-2221-Strom aus den drei geometrischen und thermischen Zahlen aus, die Sie senden.
Wo eine Leiterbahn-Strom-API ihren Nutzen hat
Hardwareteams nutzen einen Leiterbahn-Stromrechner beim Entwerfen von Leistungsnetzen, damit eine Fünf-Volt-Schiene oder ein Akkuladepfad nicht mit sechs mils gezeichnet wird, wenn die Last zwei Ampere beträgt. Fehlgeschlagene Prüfung wird nicht berechnet. Elektronik-CAD-Plugins und DRC-Helfer rufen eine kleine Parse-API auf, statt eine brüchige Kopie der IPC-2221-Kurve einzubetten, und halten die Automatisierung über Regionen und Sprachen deterministisch. Fertigungshinweis-Generatoren vergleichen Ein-Unzen- mit Zwei-Unzen-Kupfer bei fester Breite und Erhöhung und lesen current_a als Nutzen der schwereren Folie, bevor ein Stack-up angeboten wird. Weil die Umsetzung reines Parse der Stufe A ist, kostet jeder erfolgreiche Aufruf den veröffentlichten Grundpreis $0.002 ohne Modell-Tokens und ohne ausgehendes Netz. Halten Sie Breite in mils und Kupfer in Unzen für diesen Endpoint, rechnen Sie Millimeter und Mikrometer einmal am Rand um, falls Ihr CAD metrisch ist, pinnen Sie current_a in Tests, und Sie erhalten reproduzierbare IPC-2221-Ströme für Layoutprüfungen, Schulung und Continuous-Integration-Orakel, ohne einen eigenen thermischen Finite-Elemente-Stapel aufzubauen.
Integrationsbeispiele
Prüfung von Versorgungsbahnen
Geben Sie Bahnbreite, Kupferunzen und eine Erhöhung von 10 °C oder 20 °C ein, um current_a zu bestätigen, bevor Sie eine USB-, Motor- oder LED-Leistungsbahn festlegen.
CAD-Plugins und Labororakel
Rufen Sie die API aus einem Layoutskript auf oder pinnen Sie golden JSON, einschließlich einer nicht positiven Breite, die mit invalid_input scheitern muss.
Technische Fragen
Wie berechne ich den maximalen Leiterbahnstrom einer PCB?
Senden Sie width in mils, thickness in oz/ft² und temp_rise in °C. Die API liefert current_a in Ampere nach der IPC-2221-Formel I = k·ΔT^0.44·A^0.725. Optionales layer ist external (Standard) oder internal.
Welche Einheiten nutzt der Leiterbahn-Stromrechner?
Breite in mils (tausendstel Zoll), Kupferdicke in Unzen pro Quadratfuß (1 oz = 1.378 mils) und Temperaturerhöhung in Grad Celsius. Der Strom wird in Ampere zurückgegeben.
Was kostet der Leiterbahn-Stromrechner für PCB?
Das Browser-Werkzeug ist kostenlos. API-Anfragen nutzen prepaid KIT-Guthaben zu $0.002 je erfolgreichem Aufruf; ungültige Eingabe wird nicht berechnet.