電路模擬實驗室 · 計算器
走線載流計算器｜IPC-2221／IPC-2152
畫電源線、馬達線、LED 電流線時，要先決定線寬：太細會發熱，太寬又佔板面。這個計算器輸入電流（或線寬）、銅厚、內外層與允許溫升，同時給兩套答案，並算出這段走線的電阻、壓降與發熱。免費、不用登入，算在你自己的瀏覽器裡。
兩套算法差在哪
IPC-2221 的曲線來自 1950 年代的量測，內層那條是把外層打五折推出來的；IPC-2152（2009）重新做了量測，結果是兩個方向的修正：內層其實散熱不差，舊公式對內層太保守；外層寬線、大電流時，舊公式反而太樂觀。所以只用一套會在其中一邊出錯，這頁兩套都算，取比較寬（電流比較小）的那個比較安全。
公式與常數
- IPC-2221 公式：I＝k·ΔT0.44·A0.725，A 是截面積（mil²），外層 k＝0.048、內層 k＝0.024。這是幾十年來最常用的那條。
- 依 IPC-2152 數據的擬合式：ΔT＝C·Ia·Wb·Thc（W、Th 單位 mil），常數取自 Brooks & Adam〈Trace Currents and Temperatures Revisited〉（2015）表 3-1 與附錄 6：外層一組，內層依銅厚分組。
- 電阻與壓降：退火銅電阻率 1.7241×10−8 Ω·m、溫度係數 0.00393／°C，溫度取環境＋溫升。
例：外層 1 oz、允許溫升 10 °C、要過 3 A。IPC-2221 公式算出最小線寬 53.8 mil，依 IPC-2152 數據的擬合式是 73.8 mil——這組條件下舊公式比較樂觀，照寬的那個畫比較安全。
驗證成績單（摘要）
- 內層 2 oz、截面 500 mil²、25 A 的溫升：擬合式算 101.6 °C，論文 IPC-2152 圖上這一點是 100 °C，差 +1.6%。
- 外層 1 oz、200 mil、15 A 的溫升：擬合式算 79.4 °C，論文熱模擬是 96 °C，差 −17.3%（1 oz 外層 IPC-2152 沒有原始圖，這裡本來就是外推）。
- 同一組條件用 IPC-2221 公式算是 44.6 °C，跟熱模擬的 96 °C 差很多：這是舊公式本身的已知限制，所以頁面兩套都列。
誤差要整體看：對照論文給的外層數字，擬合式偏差從低 17%（79.4 °C 對熱模擬 96 °C）到最多高約 23%（123.4 °C 對「略高於 100 °C」）；只有兩個對照點，其中一個是模擬值，不是量測。內層那一點（+1.6%）是讀論文的 IPC-2152 圖。
完整的對照來源與誤差，見方法與驗證。
適用範圍
這是單一條、孤立走線、靜止空氣下的經驗公式。鄰近走線、過孔、銅皮／平面層散熱、氣流（風扇）、板材差異、元件發熱都不在公式內。走線很短、接在大銅面上時，實際溫度會跟公式差很多（同一條線下方 10 mil 有一層平面時，論文熱模擬的溫升從 94.7 °C 降到 33.7 °C）。IPC-2221 原圖只到 35 A、400 mil、溫升 10～100 °C、0.5～3 oz，超出就是外插，計算器會標出來；擬合式只在論文有數據的銅厚與線寬內算：內層只有 0.5／1／2／3 oz，而且 0.5／3 oz 只在論文列出的線寬範圍內，超出不外推。IPC-2221 與 IPC-2152 都是付費標準，這頁只用公開文獻裡的公式，不轉載標準的圖表。
出處
- Douglas G. Brooks、Johannes Adam，〈Trace Currents and Temperatures Revisited〉，2015（第 1 節：IPC-2221 曲線的來歷；表 3-1 與附錄 6：擬合式常數；第 5 節：熱模擬）。原址 ultracad.com/articles/pcbtempr.pdf 已失效，Wayback 存檔。
- 電阻率與溫度係數：IEC 60028 標準退火銅。