전류, 전압을 고려한 PCB설계 방법 (배선폭과 전류, 배선간격과 전압)

 

 

배선의 폭과 간격은 전기 회로 설계에서 매우 중요한 요소입니다. 이 두 가지 요소는 전류와 전압의 흐름에 직접적인 영향을 미치며, 따라서 안전하고 효율적인 전기 설계를 위해 반드시 고려해야 합니다. 이번 포스팅에서는 배선의 폭과 간격이 전류와 전압에 미치는 영향을 자세히 살펴보겠습니다. 😊

배선의 폭과 간격은 전기 회로의 성능과 안전성을 결정짓는 핵심 요소입니다. 배선의 폭이 넓을수록 더 많은 전류를 흘릴 수 있으며, 간격이 좁을수록 전압 강하가 발생할 수 있습니다. 이러한 관계를 이해하는 것은 전기 설계에서 필수적입니다.

전류와 전압의 기본 개념

전류는 전자의 흐름을 의미하며, 전압은 전류가 흐르도록 하는 힘입니다. 전류와 전압은 서로 밀접한 관계가 있으며, 오옴의 법칙에 따라 전압(V)은 전류(I)와 저항(R)의 곱으로 표현됩니다. 즉, V = I × R의 관계가 성립합니다. 이 기본 개념을 바탕으로 배선의 폭과 간격이 어떻게 영향을 미치는지 살펴보겠습니다.

배선 폭과 전류의 관계

배선의 폭이 넓을수록 전류를 더 많이 흘릴 수 있습니다. 일반적으로, 1A의 전류를 흐르게 하려면 약 1mm의 배선 폭이 필요하다고 알려져 있습니다. 이는 배선의 두께와 재질에 따라 달라질 수 있으며, 두꺼운 배선일수록 더 많은 전류를 흘릴 수 있습니다.

 

 

그래프 출처 : 알티움 홈페이

 

이와 관련된 표를 보면, 다양한 온도에서의 전류 용량과 배선 폭의 관계를 확인할 수 있습니다. 예를 들어, 20도에서 10A의 전류를 흘리기 위해서는 약 2.5mm의 배선 폭이 필요합니다. 이러한 데이터는 전기 설계 시 매우 유용하게 활용될 수 있습니다.

 

배선 간격과 전압의 관계

배선 간격은 전압의 크기에 따라 달라져야 합니다. 전압이 높을수록 배선 간격을 넓혀야 하며, 이는 전기적 간섭을 방지하고 안전성을 높이기 위함입니다. 예를 들어, 500V 이상의 전압에서는 최소 0.003mm의 간격이 필요하다고 합니다.

 

사진출처 : 꾸물꾸물 전자공학 https://unininu.tistory.com/546

 

또한, 배선 간격은 전압의 종류에 따라 다르게 적용될 수 있습니다. AC 전압의 경우 피크치에 따라 간격을 조정해야 하며, 이는 설계 시 반드시 고려해야 할 사항입니다.

안전 기준 및 설계 가이드라인

전기 설계 시 안전 기준을 준수하는 것은 매우 중요합니다. IPC-2221A와 같은 표준에서는 배선 폭과 간격에 대한 구체적인 가이드라인을 제공하고 있습니다. 이 기준을 따르면 전기적 안전성을 확보할 수 있으며, 설계의 신뢰성을 높일 수 있습니다.

사진출처 : https://mgoons.tistory.com/12

 

또한, 전압과 전류에 따른 배선의 최소 간격을 정리한 표를 참고하면, 설계 시 필요한 간격을 쉽게 확인할 수 있습니다.

배선의 폭과 배선의 간격에 대해서 정리해 드립니다.

 

정리하자면 전류를 고려할때는 배선의 폭 고려하셔야 하고, 

전압을 고려할때는 배선과 배선의 이격거리를 고려하셔야 합니다.

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전압 크기에 따른 이격 거리는 다음과 같습니다.

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15V미만 = 0.13mm , IPC-9592

30V미만 = 0.25mm , IPC-9592

30V= 0.4mm

40V=0.5mm

60V=0.7mm

80V=0.9mm

90V=1.0mm

100V=1.1mm