有時(shí)候，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要用到一個(gè)阻值比較小的功率電阻作采樣電阻，用來(lái)采樣大電流。很多時(shí)候我們都會(huì)采用一個(gè)大封裝的功率電阻來(lái)做，例如2010，1812，功率一般0.5W。但是我們有沒(méi)有想過(guò)用PCB走線來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)采樣電阻呢？下面介紹用PCB走線設(shè)計(jì)一個(gè)0.05歐姆的方法。

先認(rèn)識(shí)一下物理知識(shí)，導(dǎo)體的電阻率公式：R =ρL/S，其中 ρ 是特定導(dǎo)體的電阻率， L 是導(dǎo)體長(zhǎng)度， S 是導(dǎo)體截面積。

由上述的導(dǎo)體的電阻率公式可以知道，要用PCB走線設(shè)計(jì)出0.05歐姆，必須要知道pcb導(dǎo)體的電阻率，走線的長(zhǎng)度，走線的橫截面積。PCB導(dǎo)體材料是銅，而銅的電阻銅的電阻率查表可得：1.75×10E-08, 走線的橫截面積可以由走線寬度和覆銅厚度計(jì)算得到，PCB覆銅厚度有1OZ、1/2OZ、1/3OZ等。走線的寬度和長(zhǎng)度不能馬上知道，需要計(jì)算才能得出。為了計(jì)算方便，我們可以用EXCEL表格來(lái)把一些滿足要求的值算出來(lái) 。如下所示：

由上圖可知，通過(guò)excel表格算出了幾組滿足要求的數(shù)據(jù)。

1、當(dāng)覆銅厚度是1OZ，走線寬度是1mm，走線長(zhǎng)度是10cm時(shí)，PCB走線導(dǎo)體電阻計(jì)算出來(lái)的結(jié)果是0.05Ω。
2、當(dāng)覆銅厚度是1/2OZ，走線寬度是1mm，走線長(zhǎng)度是5cm時(shí)，PCB走線導(dǎo)體電阻計(jì)算出來(lái)的結(jié)果是0.05Ω。
3、當(dāng)覆銅厚度是1/3OZ，走線寬度是1mm，走線長(zhǎng)度是3.5cm時(shí)，PCB走線導(dǎo)體電阻計(jì)算出來(lái)的結(jié)果是0.052Ω。
4、當(dāng)覆銅厚度是1OZ，走線寬度是2mm，走線長(zhǎng)度是20cm時(shí)，PCB走線導(dǎo)體電阻計(jì)算出來(lái)的結(jié)果是0.05Ω。
5、當(dāng)覆銅厚度是1/2OZ，走線寬度是2mm，走線長(zhǎng)度是10cm時(shí)，PCB走線導(dǎo)體電阻計(jì)算出來(lái)的結(jié)果是0.05Ω。
6、當(dāng)覆銅厚度是1/3OZ，走線寬度是2mm，走線長(zhǎng)度是7cm時(shí)，PCB走線導(dǎo)體電阻計(jì)算出來(lái)的結(jié)果是0.05Ω。

算出了滿足阻值要求的PCB走線寬度和長(zhǎng)度后，已經(jīng)可以在PCB上畫(huà)過(guò)這段導(dǎo)線了。例如，其中一組滿足要求的數(shù)據(jù)的畫(huà)法如圖：

但是，我們還要知道所設(shè)計(jì)的這個(gè)“電阻”的載流能是多大，如果需要流過(guò)的電流很大，而設(shè)計(jì)出來(lái)的“電阻”載流能力比它小，就有燒毀的可能。導(dǎo)體的載流能力可以用以下計(jì)算方法計(jì)算，

I=KT0.44A0.725

（K為修正系數(shù)，一般覆銅線在內(nèi)層時(shí)取0.024，在外層時(shí)取0.048，T為最大溫升，單位為攝氏度(例如，60℃)，A為覆銅截面積，單位為平方MIL(不是毫米mm，注意是square mil.)

同樣用excel表格計(jì)算PCB走線載流能力，把以上滿足條件的幾組數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)出來(lái)的導(dǎo)線的載流能算出來(lái)，如下圖所示:

由上圖可知，

1、當(dāng)覆銅厚度是1OZ，里層走線寬度是1mm，PCB走線導(dǎo)體的載流能力60度最大溫升時(shí)是2.63A。

2、當(dāng)覆銅厚度是1/2OZ，里層走線寬度是1mm，PCB走線導(dǎo)體的載流能力60度最大溫升時(shí)是1.59A。

3、當(dāng)覆銅厚度是1/3OZ，里層走線寬度是1mm，PCB走線導(dǎo)體的載流能力60度最大溫升時(shí)是1.19A。

4、當(dāng)覆銅厚度是1OZ，里層走線寬度是2mm，PCB走線導(dǎo)體的載流能力60度最大溫升時(shí)是4.35A。

5、當(dāng)覆銅厚度是1/2OZ，里層走線寬度是2mm，PCB走線導(dǎo)體的載流能力60度最大溫升時(shí)是2.63A。

6、當(dāng)覆銅厚度是1/3OZ，里層走線寬度是2mm，PCB走線導(dǎo)體的載流能力60度最大溫升時(shí)是1.96A。

7、當(dāng)覆銅厚度是1OZ，外層走線寬度是1mm，PCB走線導(dǎo)體的載流能力60度最大溫升時(shí)是5.26A。

8、當(dāng)覆銅厚度是1/2OZ，外層走線寬度是1mm，PCB走線導(dǎo)體的載流能力60度最大溫升時(shí)是3.18A。

9、當(dāng)覆銅厚度是1/3OZ，外層走線寬度是1mm，PCB走線導(dǎo)體的載流能力60度最大溫升時(shí)是2.38A。

10、當(dāng)覆銅厚度是1OZ，外層走線寬度是2mm，PCB走線導(dǎo)體的載流能力60度最大溫升時(shí)是8.70A。

11、當(dāng)覆銅厚度是1/2OZ，外層走線寬度是2mm，PCB走線導(dǎo)體的載流能力60度最大溫升時(shí)是5.26A。

12、當(dāng)覆銅厚度是1/3OZ，外層走線寬度是2mm，PCB走線導(dǎo)體的載流能力60度最大溫升時(shí)是3.93A。

有了以上這些結(jié)果，我們就可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)出滿足我們要求的阻值的PCB導(dǎo)線。

審核編輯：何安