Jak przewodzić wysoki prąd na płytce drukowanej

27

Muszę przekazać wysoki prąd do pewnej części mojego obwodu. Użyłem internetowego kalkulatora szerokości ścieżki PCB, aby zobaczyć, że wymagana szerokość ścieżki wynosi około 5 mm, a minimalny prześwit wynosi 1 mm, co daje w sumie szerokość około 7 mm tylko dla jednej ścieżki. Potrzebuję kilku z tych wysokoprądowych ścieżek przewodzących na mojej płytce drukowanej, które pochłoną zbyt dużo miejsca, aby sobie pozwolić.

Mam na myśli lutowanie drutów miedzianych na górnej stronie płytki drukowanej, które będą równoległe do cienkich i symbolicznych ścieżek na dole. Chciałbym jednak wiedzieć, czy istnieje bardziej profesjonalny sposób rozwiązania tego problemu.

hkBattousai
źródło
Odpowiedzi stevenvha i Olin Lathrop są bardzo bezpośrednie. Ten sam obszar przekroju o zwiększonej grubości lub wysokości przyjąłby mniejszą szerokość.
Zawsze zmieszany
Ale jakie byłyby cechy płyty? ile grubych lub cienkich płyt należy wybrać?
Zawsze zmieszany
Czy istnieje możliwość wygięcia płyty podczas ogrzewania z powodu efektu „paska bimetalicznego”?
Zawsze zmieszany
Również inny punkt, wysokoprądowy oznacza również wymaganie wyższego napięcia. Tak więc istnieje większa szansa na iskrzenie, wyciek, zwarcie itp. Dlatego należy im zapobiegać.
Zawsze zmieszany
@AlwaysConfused jak istnieje wymóg wyższego napięcia? Jeśli OP działa przy napięciu 5 V przy 12 A (co wymagałoby ~ 4,62 mm śladu przy 2 uncjach), to 5 V ... nie ma nagłej potrzeby zwiększania napięcia. Jeśli OP ma na to miejsce po obu stronach, mogą podnieść napięcie w źródle, a następnie przekształcić w dół w miejscu docelowym, aby zmniejszyć wymagania dotyczące prądu ... ale wysoki prąd sam w sobie nie wymaga wysokiego napięcia w żaden znaczący sposób.
Doktor J

Odpowiedzi:

20

Wysokoprądowe szyny zbiorcze do PCB są dostępne u kilku dostawców, takich jak:

http://www.espbus.com

i są idealnym rozwiązaniem. Szybkie wyszukiwanie na szynach „PCB” przyniesie szereg dostawców.

Leon Heller
źródło
1
Drugi link jest martwy.
Bradman175,
-1, wszystkie linki są martwe
duedl0r
Naprawiono jedno łącze.
Leon Heller,
28

Nie widziałem, żeby ktokolwiek wspominał o temperaturze.

Być może pozostawiłeś domyślny 10-stopniowy wzrost w kalkulatorze online?

To dość konserwatywne. Wzrost o 20 stopni nie jest taki zły w wielu sytuacjach.

A jeśli nie przepływasz najwyższego prądu w sposób ciągły , jest całkiem możliwe, że nawet wyższy wzrost temperatury będzie akceptowalny, ponieważ będzie miał czas na ochłodzenie między cyklami.

Brock R.
źródło
2
To jest prawidłowa odpowiedź na to pytanie. Jak dziwnie nikt tego nie głosował.
johnfound
z prawa Joule'a; rzeczywiście zmniejszony opór (więcej przewodnictwa) powoduje wzrost temperatury . H = (stała) * (I ^ 2) * R * t. . . . . (t jest tutaj czasem) => H = (stała) * (I ^ 2) * (V / I) * t => H = (stała) * I * V * t. (=> H zmienia się wprost proporcjonalnie do prądu I, gdy używasz jednego kawałka przewodnika). Wpływ zmiennej R można zrozumieć tylko wtedy, gdy 2 lub więcej grzejników będzie utrzymywanych szeregowo, więc ten sam prąd przepłynie przez wszystkie te rezystory. Następnie grzejnik o najwyższej rezystancji („szczelny”) wytwarza więcej ciepła w porównaniu z innymi grzejnikami.
Zawsze zmieszany
21

Pierwszą odpowiedzią byłoby podanie grubszej miedzi niż domyślna, czyli zwykle „1 uncja”. 2 uncje miedzi to zwykle nie tyle dużo więcej pieniędzy. Potem robi się drogo. Istnieje również ograniczenie, jak daleko mogą się posunąć domy z deskami. Najgrubszy, o jakim kiedykolwiek słyszałem, to 5 uncji miedzi.

Jeśli jest to jednorazowa lub niewielka ilość, pozostawienie maski lutowniczej poza śladem i wlutowanie nad nią drutu jest uzasadnione. Drut miedziany nr 10 może przenosić znacznie więcej prądu niż nawet gruby ślad płytki PCB o rozsądnej szerokości. Zastanów się jednak, w jaki sposób prąd musi dostawać się na dodatkowy drut miedziany i go z niego odłączać. Łatwo jest rozwiązać problem przewodzenia luzem i zapomnieć o punktach zasilania.

Olin Lathrop
źródło
2
użyliśmy 6 uncji miedzi na jednej płycie i nie było to niczym niezwykłym. Jeśli używasz miedzi> 2 uncji, nie możesz używać bardzo małych śladów / spacji na płytce drukowanej. Znacznie trudniej jest również lutować elementy przelotowe na grubą miedź.
Jason S
19

Innym rozwiązaniem dla tablic jest uczynienie śladu tak szerokim, jak możesz sobie pozwolić (nawet jeśli jest węższy niż obliczenia, o ile nie jest zbyt duży). Upewnij się, że cały ślad NIE jest zamaskowany, a następnie pokryj go lutem, aby mieć ładną wypukłą kulkę lutu biegnącą przez ślad. Prawdopodobnie nie jest to najlepsze rozwiązanie, ale widziałem, że jest używane w różnych urządzeniach elektronicznych, więc nie może być aż tak źle (heh).

Doktor J
źródło
+1. Użyłem tej techniki i nie miałem żadnych problemów, choć nie mam nadziei :)
abdullah kahraman
13

Jeśli twój układ na to pozwala, możesz umieścić serię ściśle rozmieszczonych wypełnionych przelotek na długości (i szerokości) śladu. Pozwalając, mam na myśli, że będzie to oczywiście miało konsekwencje również dla dolnej warstwy. Zrób przelotki o możliwie największej średnicy, na przykład 1 mm na ścieżce o szerokości 1,5 mm. Przelotki wypełnione miedzią najlepiej zmniejszają odporność śladu, ale są znacznie droższe niż przelotki lutowane.

μμμ

stevenvh
źródło
1
co z mechanicznymi konsekwencjami zasadniczo perforowania płyty?
JustJeff,
1
@JustJeff - FR4 jest bardzo sztywnym materiałem, bez problemu można w nim frezować kilkucentymetrowe gniazdo. Więc jeśli nie planujesz mieć tych śladów na całej planszy + zamontować ciężki transformator, nie oczekuję tutaj żadnych problemów. Pracowałem z 0,8 mm FR4 i jest wystarczająco sztywny, aby przenosić większość komponentów, nawet z dużą ilością otworów.
stevenvh
także jeśli martwisz się wypaczeniem deski, możesz dodać klapę krzyżową na górze, która temu zapobiega.
quest49
1
Czy masz jakieś tego przykłady?
tyblu
@tyblu - nie tutaj, ale zrobiliśmy to w mojej poprzedniej pracy, aby przenieść 16A ze złączy do przekaźników na module przekaźnikowym do automatyki domowej.
stevenvh
4

E-Fab Prowadzi linię szyn zbiorczych i usztywnień PCB, nasze standardowe produkty będą przewodzić od 16 amperów do 128 amperów

http://e-fab.com/products/pcb-stiffeners/

Wesley Thornton
źródło
1

Dzięki cynowaniu możesz zmniejszyć opór ścieżki o 20% do 70% 1 w zależności od grubości, na której jest przylutowana. Jeśli potrzebujesz tylko odrobinę więcej, wydaje się to rozsądne.

Lutowanie drutu miedzianego przyniesie duże zyski, ponieważ standardowa płytka drukowana ma 35 µm. W porównaniu z drutem miedzianym 1 mm i 2 mm:

A = h * w = 35 µm * 1 mm = 35 000 µm²

A = h * w = 35 µm * 7 mm = 245 000 µm² ~ 1/7 rezystancji na długość

A = r² * pi = (1 mm / 2) ² * pi = 785 398 µm² ~ 1/23 rezystancja na długość

A = r² * pi = (2 mm / 2) ² * pi = 3 142 000 µm² ~ 1/90 rezystancja na długość

[1] EEVBLOG Cynowana płytka drukowana

P. Koch
źródło