Elektrische Belastbarkeit von Leiterbahnen

Begonnen von picass, 06.02.2021, 16:36:39 CET

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picass

Hallo!
Wie groß ist die Belastbarkeit normaler Leiterbahnen?
Auf einer Platine sind als Schalter für die Motoren der Rollladensteuerung Triacs verbaut und da gibt es natürlich Leiterbahnen, über die dann der Strom für die Motoren laufen wird. Die haben je nach Größe zwischen 60 und 150 Watt. Weil der Platz auf den Platinen nicht so üppig ist - hatte mich sehr bemüht, das möglichst eng aufeinander zu rücken - , kommt der Frage der Dicke dieser Leiterbahnen natürlich eine Bedeutung bei. Die Leiterbahnen sind je kaum länger als 3 Zentimeter, aber es soll sich ja nichts in Rauch auflösen.
Grüße, picass

vloki

07.02.2021, 11:36:45 CET #1 Letzte Bearbeitung: 07.02.2021, 11:39:02 CET von vloki
Hallo picass,

da gibt es online-Tools, mit denen die Leiterbahnbreite berechnet werden kann.
z.B. https://www.digikey.de/de/resources/conversion-calculators/conversion-calculator-pcb-trace-width
Natürlich gibt es auch haufenweise Tabellen. z.B.:
https://www.multi-circuit-boards.eu/leiterplatten-design-hilfe/oberflaeche/leiterbahn-strombelastbarkeit.html

Bei KiCAD ist so ein Rechner übrigens eingebaut.

Grüße,
    Volker

picass

Hallo Volker!
Muss, rsp. möchte mich gleich zweimal bei dir bedanken. Einmal für die Links zu hilfreichen Seiten, dann noch für das Ausbleiben von - freundlich formuliert - "heftigen" Hinweisen auf die Existenz von Google und dass man wohl zu faul wäre, um selbst...... Ein bischen bequem war ich schon, weil meine Google-Suche erst nach meinem Beitrag einsetzte. Aber es gab von vorherein, also vor meinem Beitrag und vor Tante G. Überlegungen, rsp. Bedenken hinsichtlich der elektrischen Belastbarkeit von Leiterbahnen. Die Bedenken:

.....is klar..... ohmsches Gesetz. Jeder wendet es an zur Auswahl passender Widerstände, um deren Belastbarkeit einzustellen, rsp. einzustufen. Und dabei geht halt die Spannung ein und zwar kräftig. Genau das vermisse ich bei den üblichen und schnell greifbaren Tabellen im Inet.
Kann doch nach meinem Verständnis nicht egal sein, mit welcher Geschwindigkeit die Elektronen sich durch die Bahn stoßen. Wenn ich den laut Pädagogen nicht erlaubten Vergleich mit Wasser, also einem fließenden Bach oder Fluss doch mutig versuche, dann ist klar, dass ein gemütlich vor sich hin glucksender Strom ein nicht nur optisch ruhiges Verhalten vermittelt. Aber..... derselbe Bach/Fluss/Strom nach einer plötzlichen Schneeschmelze hat auch ohne Messgeräte zu verwenden allein durch die Geschwindigkeit seiner Massen eine hoch zerstörerische Wirkung.

Irgendwie erscheint es mir nicht plausibel, dass eine Leiterbahnbreite mit als Beispiel 1,27 mm angegeben wird und das passen soll, egal, ob da 2 Ampere bei 6 Volt oder aber 2 Ampere bei 230 Volt durch geleitet werden. Wenn für den Widerstand die Berücksichtigung der Spannung stattfindet, warum dann nicht für die Leiterbahn? Hm, übersehe ich da was?
Grüße, picass

vloki

07.02.2021, 18:18:50 CET #3 Letzte Bearbeitung: 07.02.2021, 18:28:02 CET von vloki
Hallo picass,
die max. Spannung über einem Leiterbahnabschnitt selbst ergibt sich ja nur aus dem max. Strom und dem Widerstand des Leiterbahnabschnittes und hat mit der Spannung, die man damit irgendwohin bringen will, erst mal gar nichts zu tun.
Es fällt ja nur ein sehr kleiner Teil der Spannung über der Leiterbahn selbst ab.

Die Spannung (ob jetzt 12V oder 230V) hat allerdings Einfluss auf den Mindest-Abstand zwischen Leiterbahnen unterschiedlichen Potenzials. Auch dafür gibt es natürlich Tools zur Berechnung, bzw. Tabellen. (z.B. auch wieder in KiCAD eingebaut)
https://resources.altium.com/de/p/using-an-ipc-2221-calculator-for-high-voltage-design

Grüße,
   Volker

picass

Hallo Vloki!
Habe nun deinen Hinweisen entsprechend die Breite der Leiterbahnen angepasst, was in den Fällen der 230 V führenden Bahnen eine Verringerung brachte, und danach die Abstände bearbeitet. Nun sollte es passen. Danke für deine Hinweise. Hatte bei meinen Bedenken an die Hitze gedacht, welche in den Rollladenmotoren entsteht und z.B. dazu führt, dass man die nicht mehr als dreimal direkt hintereinander einen Rollladen komplett hoch - u. runterbewegen soll. Und danach stellte ich mir vor, dass nicht nur der R-Motor heiße Backen bekommt, sondern auch die Leiterbahnen der Steuerschaltung im Dustern ihres Gehäuses stilleweg zu glühen beginnen.
Grüße, picass

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