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Forum: Platinen Platine für 75A / 150A


Autor: Martin M. (rst)
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Hallo,

ich werde ein Frequenzumrichter überarbeiten, der bisher mit einem
Busbar (spezielle Kupfer-Platten) aufgebaut ist. Zukünftig sollen die
Ströme über die Platine geführt werden, um Kosten zu sparen.

Es werden folgende Ströme fließen (Zeitverlauf siehe angehängte
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* Nennstrom 75A
* Maximalstrom 150A

Hat jemand Erfahrungen damit, wie breit hier die Leiterbahnen unter
folgenden Randbedingungen sein sollten?
* Zweiseitige Platine
* Platine 1,5 oder 2mm stark
* Cu-Endstärke 105µ alternativ 140µ oder 230µ
* Leiterbahnführung soweit möglich auf beiden Seiten der Platine, um
die Belastung der Leiterbahn zu halbieren
* Umgebungstemperatur der Platine im Gerät bis ca. +70°C

Daß es spezielle Platinen gibt, in die dicke Cu-Platten oder
Bond-Drähte eingearbeitet sind, ist mir bekannt. Aber hier gibt es nur
wenige Hersteller und man ist dadurch ziemlich abhängig.
Dick-Kupfer-Platinen mit z.B. 105µ kann ja eigentlich jeder Hersteller
produzieren. Da ist man bei der Auswahl des Hersteller flexibel....

Gruß
Martin

Autor: Sebastian Heyn (Gast)
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bei 110µm kupfer bräustest du bei 75A eine ca 33mm breite leiterbahn

Autor: Martin M. (rst)
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woher hast Du die Info?

33mm bei Leiterbahn auf einer Seite? Oder beidseitig 33mm?

Autor: Hans Bart (Gast)
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Ich empfehle dir eine YBCO Beschichtung. Nach dem Herunterkühlen unter
die Sprungtemperatur sollte die Strombelastung kein Problem mehr
darstellen....

War nur Spass... denke doch erst mal nach!!! Welche Leistung kann in
einem Leiter absorbiert werden. Dazu spez. Wiederstand raussuchen
Querschnitt und Länge des Leiters festlegen. Da bist du selber gefragt.
Und wenn Umgebungstemperatur bis 70° sein soll... schau in ein
Termodynamikbuch welche "Wärmeleistung" pro Zeit bei einer bestimmten
Temperaturdifferenz abgegeben werden kann. Dann merkst du schnell, daß
es von der Oberfläche abhängt... die kannst du dann auch noch größer
gestalten...

Autor: johnny.m (Gast)
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Die von Dir angegebenen Informationen sind nicht ausreichend. Im Prinzip
hängt der erforderliche Leiterquerschnitt (bzw. bei vorgegebener Stärke
einer Leiterbahn die Breite) davon ab, wie lang deine Leiter sein
sollen und wie groß der maximale Spannungsabfall über dem Leiter sein
soll bzw. wie warm die Leiterbahn max. werden darf. Mit den
Informationen kannst DU im Prinzip alles selber ausrechnen (spez.
Widerstand von Kupfer: 1,7µOhm*cm). In bestimmten Büchern gibts auch
Tabellen, die die Leiterbreite bei vorgegebener Beschichtungsstärke
über der erwünschten Temperaturänderung auftragen.

Autor: Martin M. (rst)
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Das Berechnen des Widerstandes und der Leistung ist nicht das Problem.
Aber wie hoch darf die Stromdichte sein bzw. die Leistung pro Fläche?
Hierzu hab ich keine Infos gefunden...

Ausgangsseitig wird die Leiterbahn insgesamt ca. 100mm lang sein. Geht
vom IGBT (Schraubanschluß) über Stromwandler (Printanschluß) zur
25mm²-Klemme (Printanschluß).

Eingangsseitig vom Gleichrichter zum IGBT dürften es ca. 200mm sein. An
diese Leitungen werden noch ca. 8 Kondensatoren (Printanschluß) dran
gehängt.

Autor: Raimund Kütemeier (Gast)
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Guck mal hier
http://www.multipcb.de/ger/sites/pool/index.html?/...
oder frag bei denen im Online-Support, die werdens wissen ;-)

Autor: johnny.m (Gast)
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Wenn der IGBT sowieso einen Schraubanschluss hat, kannste doch direkt
mit ner dicken Litze bis an die Klemme gehen...

Autor: Martin M. (rst)
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das Gerät soll fertigungstechnisch (und preislich) optimiert werden. Auf
Litzen soll daher verzichtet werden....

Autor: johnny.m (Gast)
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Bei einer Beschichtungsdicke von 230µm und einer Leiterbreite von 20mm
kriegste (wenn man den Strom von 75A als Mittelwert annimmt) eine
durchschnittliche Verlustleistung von ungefähr 2W jeweils für Hin- und
Rückleiter (also 4W insgesamt) auf einer Abstrahlfläche von ungefähr
40cm² (ohne Berücksichtigung der Unterseite der Leiterbahn, effektiv
ist es also eher mehr). Der Spannungsabfall von insgesamt 50mV sollte
dann wahrscheinlich nicht stören. Wenn die Elektronik gut gelüftet ist,
sollte das eigentlich klappen... Möglicherweise kannste sogar auf 15mm
Breite runtergehen. Rechne es mal durch!

Autor: Egon (Gast)
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Wenn preislich das Optimum gefordert wird, könnte es dennoch billiger
sein, einen dicken Draht auf die Leiterbahnen aufzulöten, als speziell
dicke Kupferbeschichtungen zu ordern.

Wie hoch sind denn die Kurzschlußströme ? 500A, 1000A ? Und wie sieht
danach die Leiterplatte aus ?

Autor: johnny.m (Gast)
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@Egon:
So ne Leiterbahn ist ne feine Schmelzsicherung...;-)

Autor: Klaus (Gast)
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Wenn man (PC-) Netzteile ansieht, dann sind die DICKEN Leiterbahnen
immer auf der Lötseite und ohne Lötstopplack.
Dadurch wird dies mit dem Lötzinn dick verstärkt und man kann bei
üblicher Beschichtung des Basismaterials bleiben.

Autor: Erwin (Gast)
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@Martin M:

...fertigungstechnisch optimiert?! Nur damit man den einen Mann mit
dem Schraubenzieher, äh-dreher einsparen kann. Bald wird die Vision
von Stanislaw Lem Wirklichkeit und Roboter stellen Roboter her. :-(

Erwin

Autor: Martin M. (rst)
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@ Erwin:
Das Gerät ist derzeit recht zeitintensiv zu fertigen:
  7 Leistungsmodule
  6 Platinen, verbunden mit Flachbandkabel
  1 Busbar
  4 starke Litzen (+ PE-Verbindungen)
  11 Klemmen auf Hutschiene. Diese auf Abstandshaltern montiert
  4 Elkos am Busbar ran geschraubt
  ...

Optimal wäre folgende neue Randbedingung:
  2 oder 3 Leistungsmodule
  1 Platine
  alle Klemmen auf der Platine
  alle Elkos auf der Platine

Autor: Bjoern Buettner (tishima)
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Hallo!

Nur mal als Anmerkung, da ich Anwender solcher eher noch "kleinen"
Umrichter bin ca. 20 Stück. Sollten Eure Sparmaßnamen wirklich gut
überlegt sein. Sollte ich als Anwender Ausfälle aufgrund von
Sparmaßnamen des Herstellers feststellen ,würdet ihr verdammt schnell
als Lieferant rausfliegen und noch mehr Stress bekommen.
Die Firma S****** durfte z.B. 120 ihrer kleinst Umrichter 750W-1.5kW
austauschen und haben die vollen Kosten für Produktionsausfall
aufgebrummt bekommen.
Es ist immer wieder schön zu beobachten, wie auch Namenhafte Hersteller
versuchen eine Gewinnoptimierung, die auch leider meist  zur Lasten von
Betriebssicherheit der Geräte geht durchführen.
Schrott kann man mittlerweile Überall kaufen, aber ich denke eine Firma
kann nur dann Überleben, wenn Geräte und auch der Service 1A sind.

mfg,
Bjoern

Autor: Sebastian Heyn (Gast)
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@Bjoern: Leider denken so viel zu wenig Leute. Auch Firmen drücken die
Preise viel zu weit. um Ihren gewinn zu optimieren.

Autor: Bjoern Buettner (tishima)
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@Sebastian

Stimmt muß ich Dir auch recht geben. Bis vor kurzem hatte ich endlich
mal wieder einen zuverlässigen und flexiblen Lieferanten der für uns,
schnell Sonderwünsche erfüllt hat. Unser Einkauf hat dann so die Preise
gedrückt, das es ihn dann das Gnick gebrochen hat. Nun steh ich da mit
12 Sondermaschinen für die ich keine Esatzteile mehr bekomme.
Der normale Menschenverstand würde sagen und wo hab ich da jetzt nun
gespart, wenn 12 neue Geräte angeschaft werden muessen ?
Aber naja ist bestimmt ne andre Kostenstelle und taucht in irgeneiner
andren Statistik auf.

mfg,
Bjoern

Autor: Martin M. (rst)
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Angebot und Nachfrage regeln den Preis. So ist das nun mal. Wenn man ein
teures Gerät hat bringt das einem nichts, weil es keiner kauft. Einen
Preis anzuheben ist in unserer Branche nicht möglich. Die Preise müssen
gesenkt werden, um wettbewerbsfähig zu sein.

Und preiswerter heißt nicht gleich schlechter! Wir haben einen
kleineren Umrichter optimiert und die Fertigungszeit ging auf ca. 25%
runter. Das heißt man kann in der gleichen Zeit 4 Umrichter herstellen.
Eine Einsparung im Material gabs bei diesem Redesign auch, aber nur im
geringen Maße.

Autor: Chris (Gast)
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Wenn dir wegen deiner Leiterbahnbreite unsicher bist, tät ich mal auf
eine Platine deine bloßen Leiterplanen ätzen und mal den Strom eine
Zeit lang durchjagen (1-2h)... Das gibt dir Sicherheit, dass die Stärke
ausreichend ist und kann unter umständen viel Zeit und Nerven spahren.

Aja worauf du jedoch achten solltest ist die ISO konformität!

Autor: Unbekannter (Gast)
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> Aber naja ist bestimmt ne andre Kostenstelle und taucht in
> irgeneiner andren Statistik auf.

Genau das ist der springende Punkt. Was habe ich schon hirnrissige
Entscheidungen in Betrieben gesehen, nur weil diese und jene Kostenart
auf einer anderen Kostenstellen auftaucht.

Also mich wundert es überhaupt, dass es diese Firmen noch gibt. Wenn
man sich da anschaut, was durch diese dumme Taktik an Geld
verschleudert wird, das ist echt unglaublich.


> Und preiswerter heißt nicht gleich schlechter!

Irgendwann, im 19. Jahrhundert, hat schon John Ruskin erkannt:

Es gibt kaum etwas in der Welt, das nicht irgend jemand ein wenig
schlechter machen kann und etwas billiger verkaufen könnte. Und die
Menschen, die sich nur am Preis orientieren, werden die gerechte Beute
solcher Machenschaften. Es ist unklug zuviel zu bezahlen, aber es ist
noch schlechter, zu wenig zu bezahlen. Wenn Sie zuviel bezahlen,
verlieren Sie etwas Geld, das ist alles. Wenn Sie dagegen zu wenig
bezahlen, verlieren Sie manchmal alles, da der gekaufte Gegenstand die
ihm zugedachte Aufgabe nicht erfüllen kann. Das Gesetz der Wirtschaft
verbietet es, für wenig Geld viel Wert zu erhalten. Nehmen Sie das
niedrigste Angebot an, müssen Sie für das Risiko, das Sie eingehen,
etwas Geld zurück legen. Und wenn Sie das tun, dann haben Sie auch
genug Geld, um für etwas besseres zu bezahlen.

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