Leiterbahnbreite <> Ampere

[Oliver L. (ollil)]

Hallo,

kurze Frage in die Runde.

Ich baue eine Platine aus den 80ern nach. U.a. wird dort auch die 
Spannungszufur einer 8" Festplatte dran angeschlossen. Spannungszufuhr 
von Platine zum Spannungsanschluss der Festplatte sind auf der 
Originalplatine mit ca. 2.8mm breiten Leiterbahnen ausgeführt. DuKos zum 
Seitenwechsel der Leiterbahn sind 2fach in Reihe ausgeführt.

Ich habe das so übernommen, weiss aber nicht wie dick die Kupferschicht 
auf der Originalplatine ist.

Die Stromanforderung der Festplatte ist:


                             +5VDC   -5.2VDC    +24VDC
Average Operating Current     1.5A     2.4A      3.3A
   (Worst Case)
Operating Current (Typical)   1.1A     2.0A      2.8A
Operating Current (Peak)      ----     ----      4.5A

Die 24V werden wohl für den Motor sein, und der Peak für den Anlauf. 
Wenn ich 10°C Temperaturerhöhung ansehe, lande ich bei 3.0mm und 34µm 
Schichtstärke bei 4.5A.

Die 24VDC Leiterbahn ist doppelt ausgeführt (Pin 4/6 bzw. Pin 1/2), also 
2*2.8mm.
Die DuKos haben einen Durchmesser von 1.8mm bei einem Bohrdurchmesser 
von 0.9mm.

Sollte ich doch auf der sicheren Seite sein, oder?

[Inkognito (Gast)]

Oliver L. schrieb:
> Sollte ich doch auf der sicheren Seite sein, oder?

Wenn die Grenzwerte der Leiterplattenhersteller nach deiner
Rechnung erreicht werden, bleibt ja keine Reserve, z.B. bei
einem Strommehrbedarf oder wenn die Umgebungstemperatur steigt.
Nimm 70µ, dann bist du wohl auf der sicheren Seite.

[Oliver L. (ollil)]

Wo siehst du ein Erreichen der Grenzwerte? 24V wird über 2 Leiterzüge 
geführt.... ich bin mir lediglich bei den DuKos unsicher.

[Roland E. (roland0815)]

Die Durchsteiger lassen sich leicht berechnen. Sie sind eine Kupferhülse 
mit ca 20u Wandstärke. In Abhängigkeit von Durchmesser und 
Platinenstärke ist damit der Widerstand bekannt und die Temperatur 
berechenbar.

Da Löcher heute nix mehr extra Kosten, nimm ein paar mehr.

[HildeK (Gast)]

Oliver L. schrieb:
> Die DuKos haben einen Durchmesser von 1.8mm bei einem Bohrdurchmesser
> von 0.9mm.

Wie geht das? Wie kann man mit einem 0.9mm Bohrer ein 1.8mm Loch bohren?

Aber unabhängig davon: 0.9mm Durchmesser sind 2.8mm Umfang = 
Leiterbahnbreite in der Duko. Sollte also kein großes Problem sein. Nimm 
zwei! Schlimmstenfalls hätte nur eine Duko vielleicht 15° 
Temperaturerhöhung, was auch noch zulässig ist.

Noch ein Hinweis generell zu den Betrachtungen über die maximale 
Stromstärke, die üblicherweise von der Leiterbahntemperturerhöhung 
abgeleitet wird: Meistens ist nicht die Temperaturerhöhung das Problem, 
sondern der Spannungsabfall. Gut, bei 12V Motorversorgung und auch bei 
5V Elektronikversorgung ist das meist kein Problem.
Heutzutage ist man aber oft mit viel kleineren Spannungen (FPGA-Core mit 
1V oder weniger) unterwegs, hat dabei recht hohe Ströme (oft mehrere 
Ampere) und die Spannungstoleranzen der versorgten Bausteine liegen bei 
5% oder darunter - das sind dann max. 50mV Ablage. Hier ist eigentlich 
nur eine flächige Zuführung brauchbar.

[Oliver L. (ollil)]

Die Pflege der Design Regeln in KiCAD benennt es halt "DuKo Durchmesser" 
und "DuKo Bohrdurchmesser"... mit ersterem ist halt der Durchmesser des 
Restrings gemeint.

OK, zwei hatte ich ja eh vorgesehen. Ich kann den Oberflächenwechsel ja 
auch als Dreieck ausbilden mit der Hypotenuse in Stromfliesrichtung und 
dann 3 DuKos machen.

Danke für die Hinweise.

[Georg (Gast)]

Oliver L. schrieb:
> Ich kann den Oberflächenwechsel ja
> auch als Dreieck ausbilden mit der Hypotenuse in Stromfliesrichtung und
> dann 3 DuKos machen.

Die hier immer wieder auftauchende Behauptung, Vias wären nicht mit 
hohen Strömen belastbar, beruht einfach auf Rechenfehlern. In der Regel 
vertragen Vias mehr Strom als die dahin führenden Leiterbahnen. Wenn man 
aber unter panischer Stromangst leidet, kann man das auch mit den 
aktuellen Werten ausrechnen, allerdings braucht man dazu sowas 
exotisches wie die Zahl Pi - die Kupferhülse entspricht im aktuellen 
Fall einer Leiterbahnbreite von annähernd 3 mm und ist damit laut Saturn 
Toolkit mit 4 A belastbar bei 20 Grad Temperaturerhöhung.

Georg