Hallo zusammen, ich habe eine Platine, die nachher vom Chinesen gefertigt werden soll (10x10 cm). Aufgabe der Platine ist es, zwischen Netzteil- und Batterie umzuschalten. Versorgt wird damit ein kleiner Digital-Verstärker. Außerdem ist noch ein wenig Steuerungskram drauf und ein Anschluss für ein Batterielademodul. Im Leistungsteil habe ich im worst case ca. 4A aus dem Batterieladegerät und den 200W-Verstärker, der dann irgendwas um die 20-30W, also 1A Dauerlast ziehen wird. Impulse werden vermutlich in die 5A-Region kommen. Ich würde meine Leiterbahnen gern dementsprechend auslegen. Stückzahl 1, Spannung maximal 36V. Deshalb würde ich ungern auf eine teure Industrielösung zurückgreifen, sondern was basteln. Mehr als 3mm Leiterbahnbreite sind konstruktiv nicht drin, was wahrscheinlich zuwenig sein dürfte. Das einfachste wäre das Auflöten von Massivdraht - leider geht das nicht, weil die leistungsführenden Leiterbahnen auch oben verlaufen und sich Stecker bzw. ein Relais darüber befinden. Gibt es eine Art Flachdraht oder Folie speziell dafür, die man mit einem normalen Lötkolben (60W) auflöten könnte? Wäre stattdessen auch aufgelötetes Geflecht wie bei einer Entlötlitze denkbar? Wichtig wäre eben, dass sich die Höhe der Leiterbahn nicht zu sehr erhöht, damit die Bauteile wie vorgesehen montiert werden können. Danke
Es gibt doch leiterplatten mit 70µC Cu dazu einfach etwas breiter machen und gut ist. 10A sind doch nicht wirklich viel. https://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnbreite
Peter II schrieb: > Es gibt doch leiterplatten mit 70µC Cu dazu einfach etwas breiter > machen > und gut ist. 10A sind doch nicht wirklich viel. > > https://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnbreite Breiter geht nicht. 70 µm hilft, löst aber bei max. 3mm das Problem nicht.
stromdieb schrieb: > Breiter geht nicht. 70 µm hilft, löst aber bei max. 3mm das Problem > nicht. 3mm bei 30k Erwärmung sind 19A - wo ist nun das Problem?
mehr Cu, breiter, bessere Leiterbahnführung damit Auflöten funktioniert. Alles ist machbar. Peter II schrieb: > Es gibt doch leiterplatten mit 70µC Cu gibts auch noch dicker, ich habe was von 105µ Cu im Hinterkopf, vermutlich geht auch mehr, ggffs mit aufgalvanisieren.
stromdieb schrieb: > Hallo zusammen, > > ich habe eine Platine, die nachher vom Chinesen gefertigt werden soll > (10x10 cm). Dann laß die Platine nicht vom Chinesen sondern von einem Europäer fertigen, der klatscht Dir 70, 105 oder sogar 210u Cu auf Deine Platine. Damit sollten dann Deine 10A auch bei schmalen Leiterbahnen ohne nennenswerte Erwärmung machbar sein. MiWi
Joachim B. schrieb: > gibts auch noch dicker, ich habe was von 105µ Cu im Hinterkopf, Richtig, das gibt es auch noch, und sollte dem TO dann so langsam reichen, macht aber evtl. nicht jeder Platinenfertiger. Zu baechten ist für die Design-Regeln, dass dann auch die Mindestbreite und der Mindestabstand von Leiterbahnen größer ausfallen.
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stromdieb schrieb: > Mehr als 3mm Leiterbahnbreite sind konstruktiv nicht drin, was > wahrscheinlich zuwenig sein dürfte. Es ist schon recht wenig - geht aber mit 3mm LBs @ 35µm Cu. Dabei erwärmt sich die LB auf ca. 40 Grad Celsius über die Temperatur der Umgebung. Breiter ist natürlich besser. Du kannst gerne hier mal nachrechnen (lassen): https://www.leiton.de/leiton-tools-leiterbahnerwaermung.html
Peter II schrieb: > stromdieb schrieb: >> Breiter geht nicht. 70 µm hilft, löst aber bei max. 3mm das Problem >> nicht. > > 3mm bei 30k Erwärmung sind 19A - wo ist nun das Problem? Es handelt sich um ein batteriebetriebenes Gerät. Ich würde einfach gerne den Strom nicht in der Leiterplatte, sondern im Gerät verheizen.
Christian S. schrieb: > 2-lagig? Dann nutze doch die Unterseite => "6mm" Die ist bereits im Einsatz.
stromdieb schrieb: > Es handelt sich um ein batteriebetriebenes Gerät. > Ich würde einfach gerne den Strom nicht in der Leiterplatte, sondern im > Gerät verheizen. Hast du mal gerechnet wie viel das ausmacht? 20cm 70µ 2 mal 3mm = 10mOhm bei 10A sind das weniger als 1W.
Deswegen würde ich bei einer so kleinen Platine den Strom gar nicht über die Platine führen sondern über Leitungen und auf der Platine nur Steuer und Messsignale von den diskreten Leitungsbauteilen.
Ist auch die Absicht - allerdings muss ich eben mehrere Module verbinden, von denen vor allem der Ladeteil für die Batterie seinen Dauerstrom zieht. Ich habe das schonmal mit diskreten freifliegenden Kabeln gemacht, das war ein Chaos sondersgleichen. Deshalb würde ich das gerne auf die LP auslagern, damit ich da an- und abstecken kann.
Das Einfachste, was wir früher gemacht haben, waren so gestanzte Kupferbleche,,die mit bestückt wurden. "Mini-Stromschienen" quasi. Wenn du jemanden mit ner Stanz-Nipple Maschine im Gewerbegebiet hast, macht der dir die gegen Kaffekassenspende oder halt günstig falls Stückzahl.
stromdieb schrieb: > Es handelt sich um ein batteriebetriebenes Gerät. > Ich würde einfach gerne den Strom nicht in der Leiterplatte, sondern im > Gerät verheizen. Du redest von 1A Dauerlast. Das ergibt eine Verlustleistung von 0.1W Bei den von dir genannten Peaks von 5 A ergeben sich 0.5W, was sich in Relation zu dem genannten 200W-Verstärker eher nicht so wirklich nennenswert auf die Batteriebetriebsdauer auswirken wird. Peter II schrieb: > 20cm 70µ 2 mal 3mm = 10mOhm bei 10A sind das weniger als 1W.
Billigvariante: Man nehme 75µm Basiskuper und mache 6 Lagen. Schon ist man die Probleme los. 3mmx6x0,075mm -> 1,35mm². Da gehe 10A ohne merkliche Erwärmung drüber. Reicht nicht? Nimmst du halt 8 oder 10 Lagen. DAs ist weniger teuer, als man glauben sollte. Natürlich gibt es diverse andere Lösungen, wie das hier: http://www.ats.net/de/produkte-technologien/technologien/hsmtec/
Der Stromkreis hat wohl keine Sicherung. Wer pfuscht denn da wieder rum?
Da kommt mir fast schon das Lachen aus ... was denkst du wie man sonst bei 70 oder 100 um Kupfer in Netzteilen bei 90°C Umgebungstemperatur 50A und mehr über doppelseitige Leiterplatten zieht. Man sollte bloß dauerhaft die Leiterplatte nicht über 120°-130° ziehen, da man sonst die glasübergangstemperatur von standard FR4 überschreitet.
Zu den 3mm: es wird ja nicht an allen Stellen so eng sein. Mach sie breiter wo Platz ist, das sind dann die Kühlflächen für die (hoffentlich kurzen) schmalen Leiterbahnstücke. Anschlussdrähte und Bauteile (je nach dem) entwärmen ggf. auch noch ein bischen.
stromdieb schrieb: > Mehr als 3mm Leiterbahnbreite sind konstruktiv nicht drin, ... Dann zeig doch mal das Layout, ob da nicht doch noch etwas zu holen ist ;-)
Ach so, noch was: wenn eine Leiterbahn schmal sein muss kann flächiges Kupfer in der Nachbarschaft oder auf der anderen Platinenseite helfen, die Wärme zu verteilen. Auch mich würde das (bisherige) Layout interressieren. Deiner Beschreibung nach hat die Platine 3, maximal 4 2-polige Leistungsanschlüsse. Es würde mich sehr wundern wenn sich da nicht noch ein bischen Platz finden ließe.
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Die Stellen, an denen nennenswert Strom fließt, sind gelb markiert.
stromdieb schrieb: > Bitte nicht hauen :) Immerhin ahnst du, daß man das in Erwägung ziehen könnte ;-) Da gibt es doch einige Stellen, wo die fehlende Breite eher durch ungeschicktes Layout entsteht. Ich würde erst die Hochstromteile platzieren und verbinden, und dann den Rest drum herum machen. Der "Batterie"-Stecker? muß genau dort sein und an den zweiten Kontaktsatz des Relais kann man nur zwischen den Anschlüssen ran und nicht außen rum? Insgesamt sind die "Hochstrom"-Leiterbahnen eher kompakt, da würd ich mir nicht ins Höschen machen.
Stimmt, da könnte ich auch noch zusätzlich außenrum fahren. Bei 36V in seh ich auch grad, dass ich da ein Dreieck setzen könnte statt den 90-Grad-Winkeln der Leiterbahnen. Aber wenn das so kompakt ist, dann genügt vielleicht auch dieses Layout schon (mit den angesprochenen Verbesserungen)? Würde ungern nochmal alles neu machen. Das dann auf 105µ-Kupferdicke.
Naja, eigentlich ist alles doch sehr kompakt. Ich würde die "36Vin" etwas hochziehen und die "Batterie" etwas runter und nach rechts une am Relais außen rum zur anderen Seite. Dann sind alle Leiterbahnen entweder so kurz, daß die Bauteile einen großen Teil der Wärme aufnehmen oder können breiter gemacht werden. Und keine Panik! Deine Probleme sind tatsächlich eher klein.
stromdieb schrieb: > Das dann auf 105µ-Kupferdicke. Ich würd es auch noch mal in 35µ machen und versuchen rauszumessen, wieviel schlechter das Gesamtsystem dadurch wird. In 35µ kosten 5 Platinen incl. Porto rund 15€, ist ja nicht die Welt. Darfst dich dann aber über die Extrakosten für die möglicherweise unnötigen 105µ nicht beschweren. Ist halt immer die Frage: "good enough" oder "as good as possible". MfG Klaus
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So, ich war nochmal kurz dran. Die dünnste Stelle ist jetzt 3 mm, und das auch nur sehr kurz.
Sieht doch jetzt ganz gut aus. Wenn überhaupt dickeres Kupfer, dann würde ich nur 70u nehmen. Das Kupfer wird ja auch im Steuerungsteil dicker, und da lässt sich dann schlechter löten bzw. braucht gröbere Design Rules.
Na gut, danke. 70µ kostet dann doch deutlich weniger als 105.
Du titelst was mit 10A und schreibst was von Peaks mit 5A. stromdieb schrieb: > Impulse werden vermutlich in die 5A-Region kommen. Da würde ich mit dem jetzigen Design einfach mal beim Chinesen einen 35µm-Auftrag für eine Probe-Batch plazieren. Hinterher guckst du dir das mal bei Peak-Belastung mit einer IR-Kamera an. Vermutlich passiert da gar nichts. Im blauen Layer, unter dem Relais hast du die Leiterbahn unnötig verengt. Die könnte fast bis zum "a" von "Batterie" ausgedehnt werden. Im roten Layer wirst du unterhalb von K21 auch noch unnötig schmal. Je kürzer die Engstellen und je größer die Kühlfläche, um so geringer wird die thermische Belastung.
Alles Panikmache bei 1A mit ein paar Lastspitzen zwischendurch. 70µm kann man machen, muss man aber nicht. Ich würde sagen: führt rechts einfach die Leiterbahn zwischen "1" und "4" unterhalb von "7" durch, dann sind die Breiten auch beim ersten Layout kein Problem.
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