Hallo zusammen Ich möchte ein Strommessmodul mit acht 20A Hallsensoren (ACS712ELC-20A)bauen und bin mir etwas unsicher ob die vorgesehene Leiterbahndicke von 3mm (2.5 mm Abstand zwischen den Bahnen) bei einer Länge von je ca. 10 mm ausreicht. Gemäss www.leiton.de (http://www.leiton.de/leiton-tools-leiterbahnerwaermung.html) werden sich die Leiterbahnen gegenüber der Umgebungstemperatur damit um ca. 140 Grad erwärmen, was wohl zuviel des Guten ist, zumal die Platine mit den acht Sensoren in ein Hutschienengehäuse eingebaut wird und die Wärmeabfuhr damit nicht wirklich optimal ist. Unsicher bin ich nun deshalb, weil es in diversen Shops (nicht nur e-bay) Module und Breakoutboards gibt die auch keine breiteren Leiterbahnen haben (z.B. http://www.uctronics.com/acs712-5a-20a-30a-range-current-sensor-module-for-arduino.html). Und auch der Strommess-IC selbst kann im inneren ja auch keine dicken Leiterbahnen haben. Reichten die 3mm Bahnen auf meiner Platine nun oder sind Module die man kaufen kann einfach nur China-Schrott, die sich bei längerer 20A Belastung in Rauch auflösen? Kann mich jemand aufklären? Viele Grüsse Claude
Das dürfte sich in Rauch auflösen. Allerdings sind die Leiterbahnen sehr kurz, die kühlen ja auch ins Leiterplattenmaterial (das thermisch gar nicht so schlecht leitet). Bei 8x20A im Gehäuse(!) im Schaltschrank(!) solltest du dir aber mindestens über Klemmen, Anbindung, Stromtragfähigkeit, Eigenerwärmung und Brandschutz Gedanken machen. Wenn du die Leiterbahnen 6mm breit machst und auf zwei Lagen führst, reduziert sich der Widerstand auf 1/4, dann bist du noch bei 35K Temperaturüberhöhung. Das gilt aber gegenüber der Innenlufttemperatur deines Gehäuses. Und der Rth eines Kunststoffgehäuses dürfte eher mäßig sein. Max
Gast
#4918363
Neben der theoretischen Erwärmung der Leiterbahn steht noch die tatsächlich umgesetzte Leistung und die tatsächliche Entwärmung. 1 cm lang, 3 mm breit, 35µm Kupfer macht 1,7 mOhm und damit ca 0.7 W. Nun ist es nicht so einfach überhaupt einen Kontaktwiderstand in der Größenordnung zu erreichen. Also entsteht noch mehr Wärme. Wahrscheinlich mehr als in der Leiterbahn selbst. Allerdings wird auch ein Großteil der Wärme bei lokal kleinen Verengungen einer Leiterbahn über die breiteren Zuleitungen abgeführt. Ich kenne ein Beispiel, da wurde der Pin eines Steckers mit 0.35 mm angefahren und es gehen 8 A darüber. Weil dieses Stück kurz war, gab es aber kein Problem. Ich behaupte, dass es gehen kann aber nicht gehen muss. Es hängt viel von der Konstruktion der Zuleitungen ab. Das ist natürlich schwierig zu berechnen, daher Versuch! Zur not gibt es 70 und 105 µm Kupfer für kleines Geld.
Danke schon mal für die rasche Antwort. 6mm geht leider nicht, die bring ich im layout nicht unter. Möglich wäre natürlich auf 70um Kupferdicke zu erhöhen und die Bahnen zweiseitig zu führen. Oder einfach einen Kupferdraht drauf zu löten. Die Klemmen sind natürlich auch auf 20A ausgelegt.
wenn es geht nimm 70 oder gar 105µm Kupfer. Das ist nicht so viel teurer. Musst halt schauen, feinstpitchige Bauteile werden dann nicht mehr anschließbar sein, da die Strukturbreiten, die sinnvoll Fertigbar sind natürlich mit zunehmender Kupferdicke auch zunehmen.
Wenn die Zuleitungen übereinander verlegt werden, könntest du dann nicht auch noch über den gesamten Weg VIAs in die Leitungen setzen?
Gast
#4918519
> Reichten die 3mm Bahnen auf meiner Platine nun oder sind Module die man > kaufen kann einfach nur China-Schrott, die sich bei längerer 20A > Belastung in Rauch auflösen? S. Anhang. Mit den gegeben Formeln lassen sich solche Betrachtungen anstellen.
Gast
#4918775
wmmm schrieb: > Mit den gegeben Formeln lassen sich solche Betrachtungen anstellen. Kann man nicht - die rechnen den Widerstand aus, aber nicht die Temperatur. Georg
Gast
#4918808
Georg schrieb: > Kann man nicht - die rechnen den Widerstand aus, aber nicht die > Temperatur. Und? Die Grenztemperatur legt man fest, hier sind es eben tolerierte 90°C. Welche Temp. sich tatsächlich unterhalb maximaler Belastung einstellt ist doch egal. Einzig ob das zugrundegelegte Material heute verwendetem entspricht bliebe zu prüfen.
Gast
#4919237
wmmm schrieb: > Und? > > Die Grenztemperatur legt man fest Ja, aber deine superduper Software berechnet ja nicht, wie warm die Leiterbahn bei einem bestimmten Strom wird, da kannst du festlegen was du willst. Georg
Gast
#4919257
Ohne Worte - dafuer sorgen schon nachkommende Kommentare...? http://mustcalculate.com/electronics/pcbtracewidth.php http://mustcalculate.com/electronics/pcbtraceproperties.php https://www.youtube.com/watch?v=L9q5vwCESEQ
Gast
#4919367
Toxic schrieb: > Ohne Worte - dafuer sorgen schon nachkommende Kommentare...? > > http://mustcalculate.com/electronics/pcbtracewidth.php Den anderen habe ich jetzt nicht angeguckt, war grad kurz beschaeftigt. Der kommt zu gleichen Ergebnis. Software Brain 1.0 (pregooglium) ---- Der Strom soll ueber Hallsensoren bestimmt werden, nicht ueber den Spannungsabfall 20 A, 3 mm breit Diagramm Stromtragfaehigkeit noetiger Leiterquerschnitt extrapoliert ~ 350 mils^2 3oz Cu (105μm) 4,2 mil 350/4,2 ~ 83 mil min. 2,1mm Breite bei 105μm Kupfer dt 60° C@20A
Angehängte Dateien:
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currentdensity-extrapoliert.gif
(48 KB)
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