Wie wählt man die Leiterbahnbreite für Leiterplatten mit sehr hohem Strom?

Ich entwerfe derzeit ein PCB-Layout für das Hochstrom- und Hochspannungsprojekt meines Teams und habe Probleme bei der Auswahl meiner Leiterbahnbreite.

Die Schaltung besteht aus 12 Induktoren, die in Reihe geschaltet sind und durch kurze Leiterbahnen miteinander verbunden sind (maximale Länge etwa 5 mm). Wir speisen 10-μs-Impulse bei ~300 A/1000 V mit einer maximalen Rate von 10 Impulsen pro Sekunde ein, indem wir Kondensatorbänke in die Spulen entladen. Die Kondensatoren werden durch eine externe Quelle wieder aufgeladen.

Ich habe nach Ressourcen zu diesem Thema gesucht, aber nichts, was ich finden konnte, trifft auf die Höhe des Stroms und der Spannung zu, die wir anwenden.

Gibt es eine Regel zur Bestimmung der Leiterbahnbreite für sehr hohe Stromimpulse?

Indem Sie einen ausreichend funktionsreichen Trace-Size-Rechner googeln
IPC-2222 und IPC-2152.
Könnten Sie lötbare (z. B. Messing) Abstandshalter verwenden, die in die Platine geschraubt werden, und dicken Kupferdraht dazwischen, anstatt eine Leiterplatte als Leiter zu verwenden? Auf diese Weise können Sie bei Bedarf weiterhin die Spannungen zwischen den Induktoren überwachen, und es ist möglicherweise einfacher, einen explodierten Induktor auszutauschen.
@AndrewMorton Leider ist das nicht möglich, da wir es so klein wie möglich brauchen. Wir haben diese Technik tatsächlich für unsere anfängliche Entwicklung verwendet.

Antworten (3)

Es kommt nicht auf den Strom an, sondern auf die Wärme. Der Strom erwärmt Ihr Kupfer auf dem FR4.

Die erzeugte Wärme ist der aktuelle quadrierte Zeitwiderstand von (Spur + Lötstellen + Komponentenleitungen). Das Quadrat darin macht die hohen Ströme so beängstigend, selbst bei einem Arbeitszyklus von 1:10.000, den Sie auf der positiven Seite der Bilanz haben.

Daher stimme ich Dans Antwort sehr zu: Eine Leiterbahn, die für einen 10-A-Dauerstrom geeignet ist, sollte ausreichen. "Geeignet" bedeutet, dass die Hitze Ihre PCB-Temperatur nicht mehr erhöht, als es Ihre Spezifikationen zulassen. Was normalerweise von vielen Faktoren abhängt, wie Art der Leiterplatte, allgemeine Wärmequellen darauf, wie die Wärme an die Umgebung abgegeben wird usw.

hasse

10 us Impulse bei 10 Hz, also ein Tastverhältnis von 0,0001?

300A, also ist I^2T 90000 * 0,0001 = 90.

Quadratwurzel von 90 = ~ 9,5, also brauchen Sie mindestens eine Spur, die 10 A kontinuierlich verarbeiten kann (ich würde etwas Gutes für ein paar Mal so verwenden, vielleicht basierend auf der Größe der Induktorpads), Arbeit erledigt.

Finden Sie jetzt Induktoren, um diesen Missbrauch aufzunehmen. viel Glück.

Grüße, Dan.

Danke für die Info! Was die Induktoren betrifft, verwenden wir kundenspezifische Spulen mit #30 AWG, wir hatten bisher keine Probleme.

Ich würde darüber nachdenken, Leiterplatten mit dickem Kupfer zu verwenden, 70 oder sogar 105 µm statt 35 µm. Einige Hersteller bieten Platinen mit 210 oder 400 µm Kupfer an. Wenn eine 20 mm breite und 35 µm dicke Spur zu groß ist, denken Sie an 2 mm breite Spuren mit 400 µm.

Wie wählt man die Leiterbahnbreite für Leiterplatten mit sehr hohem Strom?
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