Also habe ich eine Platine mit vielen Komponenten darauf erstellt, es ist eine ziemlich große Platine, ungefähr 18 cm x 19 cm. Viele Datenblätter der Komponenten (Dinge wie Widerstände, Schalter, Kondensatoren, Relais, CAN-Controller / Transceiver) erwähnen weder den Wärmewiderstand der Komponenten noch die Verlustleistung. Hat jemand Vorschläge, um dies zu umgehen? oder Verallgemeinerungen / Regeln, um abzuschätzen, wie stark sich eine Leiterplatte erwärmt.
Wenn es hilft, noch ein paar Informationen zu meinem Board, Board liegt horizontal, 1,6 mm FR4-Board
3oz/ft^2 Dicke, 2 Spuren laufen 30A, 3 Spuren laufen 15A und 6 Spuren laufen 10A. Sie laufen einfach zu einem Stecker, der von der Platine abgeht und nur durch Stromsensor und Relais läuft. Aber ich interessiere mich mehr für Lernzwecke, wie thermische Änderungen mit begrenzten Daten geschätzt werden können. Erwärmen sich Dioden normalerweise stark und ist dies ein Problem für die Platinentemperatur? Da ich 9 kleine Dioden habe, heißt es, dass ihr Wärmewiderstand wie 1000 C / W 100 mW Verlustleistung beträgt
Die Verlustleistung eines Widerstands hängt vollständig von Ihrer Schaltung ab. Ähnlich bei Dioden.
Ihre Frage lautet: "Wie stark wird sich die Leiterplatte erwärmen", was eine andere Frage ist als "Wie heiß wird der Übergang meines Halbleiters über die Temperatur der Leiterplatte?"
Sie können die Leiterplatte als flaches Material behandeln, und wenn Sie den Gesamtstromverbrauch und andere Verlustquellen auf der Leiterplatte (wie diese heißen Spuren) kennen, können Sie den Temperaturanstieg über die Umgebung abschätzen, indem Sie eine natürliche Konvektion oder erzwungene Konvektion oder was auch immer annehmen Ist-Situation ist. Um eine wirklich genaue Zahl zu erhalten, müssen Sie möglicherweise einen Prototyp erstellen oder ein Modell einschließlich des Gehäuses erstellen.
Ihre Wärmequellen wie ein Diodenübergang erwärmen sich über diese PCB-Temperatur, basierend auf dem Wärmewiderstand vom Übergang zum Gehäuse. Das kann in manchen Fällen eine Berechnung wert sein.
In der Praxis machen meist nur wenige Quellen den Großteil der Wärmeabstrahlung aus und nur wenige davon sind es wert, genauer betrachtet zu werden.
Eine Möglichkeit, die Verlustleistung einzelner Komponenten in den Griff zu bekommen, besteht darin, Simulationen mit einem Programm wie (kostenlos) LTspice durchzuführen, das Ihnen die typische Verlustleistung eines Teils selbst bei einer komplexen Wellenform zeigt. Zum Beispiel hat ein Leistungsgleichrichter, der "spitzen" Strom durchlässt, eine höhere Verlustleistung, als Sie anhand des Durchschnittsstroms schätzen könnten, da die Diode eine Widerstandskomponente hat.
Wenn es nur Gleichstrom wie ein Vorwiderstand ist, können Sie es leicht von Hand berechnen oder natürlich sogar grob im Kopf schätzen. Ein 10K-Pullup an einem Eingang verbraucht nur 2,5 mW, sodass dies normalerweise für das thermische Design unter normalen atmosphärischen Bedingungen ignoriert werden kann.
Sie sollten die Versorgungsspannung kennen und den Strom messen können. Dann können Sie die Verlustleistung der Platine aus P = VI berechnen .
Die Temperatur stabilisiert sich, wenn Wärme an die Umgebung verloren geht = Strom in die Platine.
Elektrische Isolatoren sind oft auch thermische Isolatoren wie Epoxid und FR4 und Luft.
Der thermische Widerstand von allem in einem Netzwerk ist dem elektrischen Widerstand sehr ähnlich, daher hilft ein Verständnis des Ohmschen Gesetzes, den Temperaturanstieg für jede Mediumsschnittstelle zur Außenluft abzuschätzen.
Der durchschnittliche Stromverbrauch sollte konstruktionsbedingt 50 % des maximalen Nennwerts nicht überschreiten, um einen Temperaturanstieg von 100 °C von Teilen zu vermeiden. Saturn PCB design.exe (kostenlos) kann Sie über die Leitertemperatur informieren. erheben.
Die forcierte Luftgeschwindigkeit reduziert den thermischen Widerstand entsprechend der Oberfläche und der Luftgeschwindigkeit an der heißen Oberfläche. Konvektionsfreie Luft kann auch den Temperaturanstieg reduzieren. Maximal 85°C Gehäusetemperatur gelten als vernünftig bei max. Umgebungstemparatur. Bei Kappen verbessert sich die Zuverlässigkeit jedoch erheblich mit einem geringeren Temperaturanstieg.
Andreas Morton