Guten Tag ich will wissen die Leiterbahn-breite für 80A(bis 120A) 12v(11.1). leider ist mir die thickness von Cu Beschichtung der Platine unbekannt? das ganze ist für einen Quadcopter mit einer lipo 5500mw/h(35c) und 4 Brushless-M (20-30)A. Danke
80A bei 30° Erwärmung macht 270mm Breite bei 8µm Kupfer oder 18mm Breite bei 400µm Kupfer. Wenn Du die Dicke nicht kennst, such Dir irgendwas dazwischen aus und bete.
AFRO schrieb: > Guten Tag > ich will wissen die Leiterbahn-breite für 80A(bis 120A) 12v(11.1). > leider ist mir die thickness von Cu Beschichtung der Platine unbekannt? Die ist so dick, wie du sie fertigen läßt. Standarddicken sind 35µ und 70µ. > > das ganze ist für einen Quadcopter mit einer lipo 5500mw/h(35c) und 4 > Brushless-M (20-30)A. > > Danke Da müßte man jetzt noch wissen, wieviel Erwärmung du akzeptieren würdest. Gehen wir mal von 20Grad aus. 80A: bei 35µ 77mm, bei 70µ 47mm, bei 105µ 36mm 120A: bei 35µ 135mm, bei 70µ 83mm, bei 105µ 63mm Andere Bemessungen kannst du hier selbst ausrechnen: http://www.leiton.de/leiton-tools-leiterbahnerwaermung.html
Die genannten Werte sind irgendwelchen Berechnungstools entnommen, die vermutlich nicht deine Rahmenbedingungen berücksichtigen. Deine Leiterbahn wird vermutlich sehr kurz sein. Außerdem wirst du an der Leiterbahn hoffentlich gut gekoppelt dicke Kupferleitungen angeschlossen haben, über die die Wärme abgeführt werden kann. Mindestens genauso kritisch wie die Leiterbahn an sich ist die Kontaktierung deiner Leitung vom Akku zur Leiterbahn. mal ein Rechenbeispiel: Annahme: Cu-Dicke = 70µm Leiterbahnlänge = 50mm Leiterbahnbreite = 14mm --> Querschnitt = 1mm² Spezifischer Widerstand Cu = 17 mOhm mm²/m --> Rleiterbahn = 0,8mOhm --> Verlustleistung in Leiterbahn @80A = 5W Jetzt nimmst mal an, dass du da noch irgendwo nen Steckverbinder hast, der auch 1mOhm hat, dann kommen nochmal 5W dazu.. Ich würde mir nicht nur um die Leiterbahnbreite Gedanken machen, sondern viel mehr darum, ob dein Aufbau thermisch so überhaupt in den Griff zu bekommen ist. Dicke Kabel an der Leiterplatte gut thermisch kontaktiert, können Wunder bewirken, weil sie als Kühlkörper wirken können. Aber das wirst du nicht einfach berechnen können, oder aus irgendwelchen Tools von Leiterplattenherstellern entnehmen können, sondern du wirst dir Gedanken darüber machen müssen, wie du den gesamten Widerstand des Stranges mögichst gering hältst und möglichst viel Kupfer reinbringst, das dir die Wärme spreizt.
die Leiterbahnlänge ist für die Frage der Erwärmung unerheblich, da eine längere Leiterbahn auch mehr Wärme abstrahlt. Eine 2 cm lange Leiterbahn erwärmt sich deshalb bei gleicher Stromstärke genauso stark wie eine 20 cm lange. Anders sieht es natürlich beim Gesamt-Widerstand aus ... aber das war ja hier nicht die Frage ;-)
doedel schrieb: > die Leiterbahnlänge ist für die Frage der Erwärmung unerheblich nicht ganz, die Anschlüsse kühlen eine kurze, aber nicht eine lange.
doedel schrieb: > die Leiterbahnlänge ist für die Frage der Erwärmung unerheblich, da eine > längere Leiterbahn auch mehr Wärme abstrahlt. Eine 2 cm lange Leiterbahn > erwärmt sich deshalb bei gleicher Stromstärke genauso stark wie eine 20 > cm lange. Stimmt.. in der Theorie. Aber in der Praxis sieht es so aus, dass es eben auch interessant ist, wie die Wärme von der Leiterbahn weggeführt werden kann. Und da macht es einen Unterschied, ob ich auf einer 10x10cm großen Leiterplatte an einer Ecke 2cm Leiterbahn habe, die heizt, oder ob 80% meiner Leiterplatte von genau dieser Heizenden Leiterbahn ausgefüllt wird. Stichwort für den dödel wäre thermischer Widerstand. Denn der Thermische Widerstand den die Leiterbahn zum Ambient "sieht" ist, hat einen Einfluss, der nicht zu vernachlässigen ist. Eine 2cm lange Leiterbahn mit jeweils 10cm langen Kupferdrähten an den Enden wird wohl weniger warm als eine 20cm lange Leiterbahn mit den gleichen Drähten an den Enden.
und wenn ich das Ding auf die Herdplatte lege wird's noch heißer. Trotzdem bleibt die theoretische Erwärmung einer Leiterplatte unabhängig von deren Länge. Das man in der Praxis am besten eine Thermographie macht und sich überlegt wie ich die abgestrahlte Wärmemenge wegbekomme ist aber auch klar. Hier unterscheiden sich halt Theorie und Praxis. Das war aber nunmal nicht die Fragestellung!
Korrektur: Leiterplatte = Leiterbahn ... nicht dass ich gleich wieder korrigiert werde ;-)
doedel schrieb: > Hier unterscheiden sich halt Theorie und Praxis. Das war aber > nunmal nicht die Fragestellung! Der konkrete Hinweis darauf, dass das ganze in einen Qaudcopter soll, ist für mich schon ein Hinweis darauf, dass es um ein reales Problem geht und nicht um eine theoretische Frage, die mit Grundschulmathematik anhand eines vereinfachten Modells, welches den konreten Anwendungsfall in keinster Weise wiederspiegelt, gelöst werden kann.
dass es um ein reales Projekt geht, streite ich doch gar nicht ab. Aber alle Spekulationen um irgendwelche Randbedingungen sind genau das: Spekulationen. Woher willst Du wissen, dass er die LiPo per Kabel anschließt? Vielleicht nutzt er auch einen einen Halter direkt auf der Platine. Weißt Du, ob die Platine in einem Gehäuse ohne Lüftung steckt? Dass er das Ding in einem Quadrokopter verwenden will kann ja heißen, dass er es in ein IP67 Gehäuse packt um auch im Regen fliegen zu können ... was hilft ihm dann das abstrahlende Kupferkabel, wenn er die Wäre nicht aus dem Gehäuse bekommt? Was ist wenn .... Aber um all diese Dinge geht es nicht, da er uns über die Randbedingungen nichts verrät. Alles andere ist pures Rumgerate. Da bleibt nur, ihm die theoretischen Grundlagen zu vermitteln, um sein Problem selber lösen zu können ... und nochmal: dabei bleibt die Länge der Leiterbahn nunmal unberücksichtigt!
Und genau darum, WEIL er offensichtlich ein Verständnisproblem hat, habe ich ihn darauf hingewiesen, DASS er das nicht einfach nur über die Leiterbahnbreite ausrechnen kann. UM ihm aufzuzeigen, dass in der Relaität eben andere Effekte einen Einfluss haben, die in seinem vereinfachten mathematischen Modell nicht berücksichtigt sind. Ich habe ihm in keinster Weise einen Lösungsvorschlag gemacht, sondern nur darauf hingewiesen, dass er das gesamte System betrachten muss. doedel schrieb: > und nochmal: dabei bleibt die Länge > der Leiterbahn nunmal unberücksichtigt! Und für dich nochmal: Wenn du das gebetsmühlenartig in jedem deiner Beiträge predigst: Selbst in der theorie betrachtet stimmt das nicht. Stichwort "Strahlungswärme" und die dafür zur Verfügung stehende Oberfläche sollte ich dich auf den richtigen Weg bringen. Und falls nicht, dann rechne doch mal aus, wie groß die Oberfläche einer x-bliebigen Leiterbahn ist und dann halbiere mal die Länge dieser leiterbahn und überlege, ob die Oberfläche sich auch halbiert hat.
und auch das wird bei jeder Deiner gebetsmühlenartigen Wiederholungen nicht richtiger! Also lassen wir es dabei, dass wir anderer Meinung sind.
Was wird bei meinen Widerholungen nicht richtiger? Bitte konkret werden und nicht nur rumstammeln!
Dann nochmal das, was Du so schön als Grundschul-Wissen bezeichnest: Das Stefan-Boltzmann-Gesetz sagt, dass der Wärmestrom eines Körpers unter anderem von der größe der Abstrahlfäche abhängt Wärmestrom = Emissionsgrad Stefan-Boltzmann-Konstante Fläche * Temperatur des abstrahlenden Körpers ^ 4 wenn ich also die Fläche eines Körpers verdopple, dann erzeugt er auch den doppelten Wärmestrom. Soweit noch klar? Wenn ich jetzt die Länge einer Leiterbahn verdopple, verdopple ich damit zum einen die beim Stromfluss entstehende Wärmemenge in J und zum anderen auch gleichzeitig die Größe der abstrahlenden Fläche. Und beide Effekte heben sich gegenseitig auf. Deshalb ist die Länge der Leiterbahn unerheblich, da die größere entstehende Wärmemenge durch die größere Leiterbahnoberfläche abgestrahlt wird.
da verschluckt das Forum leider einen Teil der Formel: Wärmestrom = Emissionsgrad x Stefan-Boltzmann-Konstante x Fläche x Temperatur des abstrahlenden Körpers ^ 4
doedel schrieb: > Wenn ich jetzt die Länge einer Leiterbahn verdopple, verdopple ich damit > zum einen die beim Stromfluss entstehende Wärmemenge in J und zum > anderen auch gleichzeitig die Größe der abstrahlenden Fläche. Und beide > Effekte heben sich gegenseitig auf. doedel, du hast vergessen, dass eine Leiterbahn, auch wenn sie ganz flach aussieht, kein zweidimensionales Objekt ist, sondern an den "Seiten" auch Flächen hat. Der Einfluss ist sicher sehr gerin, aber DU warst ja derjenige, der hier die nackte Theorie predigt und alle Einflüsse erstmal außen vor lassen will. Und WENN du die nackte Theorie predigst, dann wenigstens richtig und nicht wieder vereinfacht, indem du die die Seitenflächen einer Leiterbahn einfach unterschlägst!
bei einer Verdopplung der Leiterbahnlänge verdoppeln sich logischerweise auch die Seitekanten und damit bleibt es dabei, dass ich auch die Fläche verdoppelt ... zumindest fast: denn hättest Du statt der Seitenflächen der Leiterbahn die Stirnflächen an den Ende genommen, hättest Du Recht. Der Einfluss ist mathematisch aber irrlevant, da er in den Rundungsdifferenzen untergeht.
Ist die Stirn etwa keine Seite? Die Seiten sind für mich alle Seiten, die abstrahlen können. also rundrum. Du bist mir echt ein lustiger Zeitgenosse. Erst verkaufst hier die Leute für blöd, wenn sie dem Fragesteller konkrete Hinweise darauf geben, dass in seinem praktischen Anwedungsfall eben die Leiterbahnbreite nur eine untergeordete Rolle spielt und berufst dich auf die idealisierte Theorie. Und wenn es dann darum geht, diese idealisierte Theorie auch ganz theoretisch zu betrachten, tust du den Fehler, den du dabei machst, schlicht damit ab, dass er sowieso in der Rundung untergeht. Getreu dem Motto: Ich mach mir die Welt, wie sie mir gefällt. Für mich ist das Thema zumindest mit dir hier an dieser Stelle erschöpfend diskutiert.
Weil Dir die Argumente ausgehen. Ich habe doch gesagt, dass die Stirnflächen theoretisch einen Einfluss hätten, auf Grund des geringen Beitrages dieser Flächen zur Gesamtoberfläche aber mathematisch irrelevant sind.
Und nachdem ihr euch jetzt die Köpfe blutig geschlagen habt, was kommt als Quintessenz für den Fragesteller dabei raus?
Dass die Länge einer Leitbahn keinen Einfluss auf die Berechnung der benötigten Leiterbahnbreite hat :-)
Guten Tag Vielen Dank für ihre Hilfe also für die Platine hat kein Gehäuse .nach meinen Berechnungen bin ich auf (20-25)mm gekommen. und ich glaube bei einem Quadcopter, was die Abkühlung angeht :ist gut bis sehr gut .
ihr habt beide recht also Leiterbahn Berechnung dient nur (und nur )um die Bahn selbst vor Erhitzung zu Schutzen sonst nicht .Man versucht den Wärmeaustausch(mit der Luft) mit der Wärme Erhöhung von der bahn in einer Konstante zu halten. Bsp:Die Leiterbahn wird um 1°C/s wärmer,dann muss ich Wärmeaustausch erhöhen, in dem ich die Breite(Fläche) erhöhe -->und da hat doebel recht. AAAber wenn ich das ganze in einem Gehäuse habe (99%) dann muss Man die länge berücksichtigen,denn 2xL ist 2x abgegebene Wärme.
doedel schrieb: > Weil Dir die Argumente ausgehen genau.. ich lach mich tot! Also, was für den Fragesteller rauskommt (zumindest aus meiner bescheidenen Erfahrung: Immer noch, dass du das gesamte System betrachten musst: Die Egebnisse solcher Berechnungstools sind lediglich Anhaltspunkte. Denn sie berücksichtigen in keinster Weise, wie die Wärme von der Leiterbahn abtransportiert wird. Sprich: Wie ist das Verhältnis von wärmeerzeugender Masse zu nicht erwärmter Masse. Wie ist das Verhältnis zwischen wärmeabführenden Komponenten wie Stecker, Leitungen, Akkuhalter o.Ä. zur Länge der Leitung. Also wie weit ist es von jedem Punkt der Leiterbahn zu diesen Wärmesenken (das ist der Punkt den dödel einfach nicht begreift). Dann kommt die Einbaulage hinzu. Kann konvektion entstehen oder hast du sogar das Problem vom Stauwärme.. oder hast du sogar künstliche Konvektion, weil du den Lufstrom der Rotoren über die Leiterbahn streichen lässt? Wie ist die thermische Kopplung auf z.B. Masselagen? Kann die Wärme durch diese gespreizt werden? Das sind alles Punkte, die in diesen Tools nicht berücksichtig werden. Die gehen einfach davon aus, dass die Wärme homogen verteilt ist und die Leitung keinen Anfang und kein Ende hat, an denen Wärme gespreizt wird. Daher ist in dieser doch sehr vereinfachten Betrachtungsweise die Länge der Leiterbahn irrelevant. Aber diese Betrachtungsweise gilt eben nur für im Verhältnis zur Breite sehr lange Leitungen, da die Spreizung durch Stecker etc an den Leitungsenden auf die gesamte Leitungslänge einen untergeordneten Einfluss hat. Ist die Leitung aber kurz, so ist dieser Einfluss über die gesamte Leitung festzustellen. Und wenn du das alles berücksichtigen würdest, dann kann eben sein, dass unter guten Bedingungen eine 10mm breite Leiterbahn reicht, wo vielleicht an anderer Stelle eine 20mm breite schon an die Grenzen kommt. Also mein Fazit: ein cleverer Aufbau kann deutlich mehr bewirken, als eine 2mm breitere Leiterbahn. Reduziere die Anzahl der Stecker auf das Nötigste. Sorge dafür, dass ordentlich wäremeabführende Masse zur Verfügung steht. Sorge dafür, dass die entstehende Wärme einen "kurzen Weg" zu diesen Massen hat (Stichwort kurze Leiterbahn...) und wenn möglich, ordne den Aufbau so an, dass der Wind der Rotoren eine Luftsrömung um die Hitzequellen erzeugt. Einen festen Wert für einen bestimmten Strom anzunehmen, ist in meinen Aufgen Quatsch. Und solange man die Anordung nicht kennt, kann man auch keinen sinnvollen Schätzwert für die Leiterbahnbreite angeben. So jedenfalls meine Meinung, die ganz unwissenschaftlich einfach nur aus jahrelanger Praxiserfahrung, Messungen und thermischen Finite Elemente Simulationen herrührt. Für den interessierten Leser: http://www.andus.de/leiterplatte/strombelastbarkeit.php Auch hier wird klar darauf hingewiesen, dass es, so wörtlich: "...bereits Mitte des letzten Jahrhunderts Versuche [gab], die Strombelastbarkeit mit einfachen, allgemeingültigen Formeln und Grafen zu beschreiben, was allerdings bis heute nicht gelungen ist und kaum gelingen kann, da Leiterplatten und Baugruppen zu individuell und vielfältig designt und aufgebaut sind." Weiterhin folgendes Zitat, dass den dödel vielleicht interessieren könnte: "Längere Leiter erwärmen sich mittig tendenziell wie in den IPC-Nomogrammen vorhergesagt (Tmax I). Zusätzliche Kupferflächen an den Leiterbahnen führen dagegen nicht nur zu geringeren Stromdichten, so dass es dort zu einer geringeren Erwärmung kommt. Diese Flächen dienen zusätzlich als Kühlflächen für angrenzende Leiter, so dass sich kürzere Leiterbereiche zwischen den breiten Bereichen weniger stark erwärmen (Tmax II). Dieser Effekt ist umso stärker, je höher die Kupferstärke ist." Aber stimmt, dödel.. mir gingen einfach nur die Argumente aus.
AFRO schrieb: > AAAber wenn ich das ganze in einem Gehäuse habe (99%) dann muss Man die > länge berücksichtigen,denn 2xL ist 2x abgegebene Wärme. Und hier liegt der Hase im Pfeffer: korrekt müsste es heißen: 2x abgegebene ENERGIE (oder Leistung) Aber wie eine gewisse Energiemenge einen gewissen Stoff erhitzt, hängt von dessen Masse und dessen Wärmekapazität ab. Und wenn du jetzt durch eine kurze Leitung zwischen zwei Steckern mit großer Masse dafür sorgst, dass die Wärme auf kurzem Wege an die Stecker gelangt, dann steht dir die Masse der Stecker recht ungehindert zur Verfügung, um mit der Energie diese großen Massen leicht zu erwärmen. Hast du aber eine lange Leitung zwischen den Steckern, kann die Wärme nur sehr schlecht über die lange Kupferbahn zu diesen Massen gelangen. Daher erhitzt sich die Leitung in der Mitte mehr, als wenn sie kürzer wäre. Und darum geht es dir doch, oder? Du willst doch einfach nur die Leitung so auslegen, dass sie nicht durchbrennt oder zur Beschädigung des Basismaterials führt. Und da kann es wirklich passieren, dass eine kurze Leiterbahn sogar dünner ausfallen kann, als eine lange. Man kann das jetzt glauben oder nicht.
Hallo Schlumpf schrieb: > Und darum geht es dir doch, oder? > Du willst doch einfach nur die Leitung so auslegen, dass sie nicht > durchbrennt oder zur Beschädigung des Basismaterials führt. Genau das was ich wollte . Schlumpf schrieb: > Und da kann es wirklich passieren, dass eine kurze Leiterbahn sogar > dünner ausfallen kann, als eine lange. Die Meinung teile ich auch mit dir ;-)
Oder anders formuliert, vielleicht wird es dann verständlicher: Eine lange, dünne, stromdurchflossene Leiterbahn, die auf einer Leiterplatte aufgebracht ist, auf der sich sonst NICHTS anderes befindet, wird an allen Stellen gleich warm. Da gebe ich sogar dödel recht. Aber nachdem so ein Fall "in echt" nicht vorkommt, müssen wir die Realität betrachten. Und in der Realität hat eine Leitung zwei Enden. Und an diesen Enden hängt eine Masse (Stecker, Kabel, etc) Wandert man jetzt von der Leitungsmitte gedanklich zu einem der Enden, so wird man feststellen, dass die Temperatur auf der Leitung fällt, je näher man an dieses Ende kommt, da die Masse am Ende die Wärme aus der Leitung saugt (oder eben spreizt). Dieser Effekt wird umso größer, je näher man an das Ende kommt. Annahme: Die Leitung hat in der Mitte 100°C, einen cm vor dem Ende noch 80°C und am Ende dann nur noch 50°C. Würde man diese Leitung jetzt einfach auf 2cm verkürzen, dann gäbe es die heiße Mitte gar nicht mehr. Dann wäre die heiße Mitte nur noch 80°C warm. Ergo: Bei gleicher Leiterbahnbreite und gleichem Strom weniger Erwärmung. Oder im Umkehrschluss: Bei gleicher zulässiger Erwärmung könnte man einen höheren Strom fließen lassen. Und dieser Effekt wird umso stärker, je breiter und/oder dicker die Leiterbahn ist und je größer die Masse an den Enden ist. Daher bleibe ich nach wie vor bei meiner Aussage: Schau, dass die Leitungen kurz sind und somit die Stecker als "Kühlkörper" dienen.
Schlumpf schrieb: > Und wenn du jetzt durch eine kurze Leitung zwischen zwei Steckern mit > großer Masse dafür sorgst, dass die Wärme auf kurzem Wege an die Stecker > gelangt, dann steht dir die Masse der Stecker recht ungehindert zur > Verfügung, um mit der Energie diese großen Massen leicht zu erwärmen. Vielleicht sollte man hier noch definieren, was "kurz" bedeutet. Damit ein nennenswerter Anteil der Wärme über die Stecker abgeführt werden kann, muss die Leiterbahn im Verhältnis zur Leiterbahnbreite kurz sein. In der Praxis bedeutet das, wenn die Leiterbahn kürzer als die doppelte Leiterbahnbreite ist und wenn die Leiterbahn nicht wesentlich breiter ist als der Stecker, dann wird die Leiterbahn auch in der Mitte noch einigermaßen über den Stecker gekühlt. Wenn eine 5 mm breite Leiterbahn 20 mm lang ist, dann empfinden das viele auch noch als "kurz", die Leiterbahn wird in der Mitte aber trotzdem fast gleich warm wie eine 200 mm lange Leiterbahn mit gleicher Breite (jeweils eine gerade Leiterbahn vorausgesetzt, also keine Mäanderform und auch keine weiteren Wärmequellen entlang der Leiterbahn). Ich gebe Schlumpf prinzipiell schon recht, dass eine kurze Leitung dünner sein darf als eine lange; wichtig ist aber, dass die dann auch richtig kurz ist.
@ Johannes: Exakt ;-) Kurz bedeutet schon "richtig kurz". Und die Größenordungen, die du da nennst, haben auf jeden Fall praxistauglichkeit. Wenn die Leiterbahn mehr an ein Quadrat oder "dickes" Rechteck erinnert, und gut an den Stecker angebunden ist, dann wird dieser Effekt definitiv deutlich zu tragen kommen. Aber es ist einfach so, dass man nicht in Panik verfallen muss, wenn einem ein Tool sagt, dass die Leiterbahn 20mm breit sein muss, man aber nur 10mm Platz hat. Wenn sie RICHTIG kurz ist, dann ist das überhaupt kein Problem.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.