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Wovon ist die Breite einer Leiterbahn eigentlich abhängig?
vom Strom ist mir klar, aber gibts da noch mehr Punkte die ich beachten muss?


liebe grüße jenny

» Wovon ist die Breite einer Leiterbahn eigentlich abhängig?
» vom Strom ist mir klar, aber gibts da noch mehr Punkte die ich beachten
» muss?
»
»
» liebe grüße jenny

Nicht vom Strom alleine, sondern von der anfallenden Leistung (Erhitzung), denn jede Leiterbahn stellt je nach Material (Aludraht oder Kupferdraht) auch einen Widerstand dar. Den genauen Wert kannst Du anhand des spezifischen Widerstandes errechnen.

Der Abstand der Leiterbahnen hängt von der Spannung und von der Leitungskapazität.

--
Und die Grundgebihr is aa scho drin. DOS is jo nett..

» Wovon ist die Breite einer Leiterbahn eigentlich abhängig?
» vom Strom ist mir klar, aber gibts da noch mehr Punkte die ich beachten
» muss?
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»
» liebe grüße jenny

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Hallo Jenny,

Eine gute Frage, oft nicht so einfach zu beantworten.

Ich stelle mir das als Grundsatzfrage vor, die immer im Hintergrund mitläuft.

"Was will ich - womit verbinden?";

--> Grundlegend ists so, dass ja die "aktiven" - also die großen und kleinen Spieler auf dem Spielfeld mitspielen wollen.
Und das so gut es nur geht, vor allem ohne Verluste.

Also Geräte verbindest einfach mit Kabel, damit sie miteinander spielen.
Dazwischen darf es so gut wie keine Verluste geben.
- welche nun auch immer, ist dann eine zweite Geschichte, ist, wennst es genau betrachtest sehr komplex.

Genauso geht es auf der Leiterplatte zu.
Nur hast hier Einzelbaueile, aktive und passive.

So gesehen sollten auch diese mit wenig als mögliche Verluste miteinander spielen.

Nun sind da auch diese komplexen Anforderungen - zum Teil auch "Widersprüche" -
also Proportionale und nicht Proportionale, mit zu berücksichtigen.

Sehr viel kannst lernen, wenn du Leiterbahnen auf dem Print entflechtest.
-> Wennst also einen Schaltplan zeichnest, ne noch früher:
gleich eine komplette Schaltung mit all den Anforderungen entwickelst,
und anschließend die Leiterführung zu den Bauteilen machst.

Ein Auszug aus den vielfältigen Anforderungen:

Strombelastbarkeit:
http://www.pcb-faq.de/download/Strombelastbarkeit.pdf
Strombelastbarkeit einer Durchkontaktierung, Via:
->
Durchmesser * PI = Umfang
0.35mm * 3.141592654 = 1.099mm Breite
oder
Kreisfläche aussen-innen
aussen
0.35mm Durchmesser =
0.175mm Radius =
0.09621mm² Kreisfläche (PI * r²)
innen
0.35mm - 0.050mm (2x Wandstärke 25um) =
0.3mm Durchmesser = 0.15mm Radius =
0.07068mm² Kreisfläche (PI * r²)

0.09621mm² - 0.07068mm² = 0.02553mm²

Eine Leiterbahn von 1.1mm/25umCU = 0.02553mm²
erhitzt sich bei ca.1.75 A um 10 Grad Celsius oder bei
ca. 2.5A um 20 Grad Celsius.
->

Spannungsfestigkeit:



Dann kommen noch die Isolationen zwischen den Bahnen - Kriechströme, - das Material des Leiters, der Isolationen, etc.

-->
NUN - ganz interessant wird es, wenn nun auch Schaltzustände und Frequenzen dazu kommen.

Da hast auch die komplexen Widerstände, Kapazitäten, Induktivitäten, komplexe Spannungs- und oder Stromanteile, etc.. zu beachten.
-->
Hier ein Beispiel eines HF-Verstärkers:
Da ist alles unter HF zu Berechnen:



-> Augenmerk: Punkt 12 - das ist ein Kondensator in Form einer Kupferfläche,
also eine etwas breitere oder wie hier, eine besondere Form einer Leiterbahn.
Die Kapazität entsteht in Verbindung durch den Print (Dieelektrikum) und der unteren Kupferfläche (in diesem Fall Masse, GND)

Leiterbahnen als Filter-Bestandteil; Resonatoren (Wellenreflektoren):


Leiterbahn und die Welle:


Also, der Beginn aller Berechnungen in der Entwicklung liegt im Bedarf des Gerätes.
Dem gemäß schließt du alles ein, wie du die Leiterbahnen ausführen willst, auch mußt.

Die Quelle der obigen Bilder, vom HF-Verstärker, sind vom Buch:
"Das große Elektronik Werkbuch", Nührmann, vom Franzis Verlag.
Das ist ein 4 teiliger Band, wo alles, was du in der Elektronik brauchst, beschrieben ist.

Der Link am Anfang ist zu Fa. PCB-Pool:
www.pcb-pool.com
Da findest einiges aus der Sicht eines Leiterplattenherstellers. Und viele Downloads.

Viel Spass beim Tüfteln
Grüße
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Das Vorherige war schon sehr umfassend...

Als Faustregel: Handelt es sich um NF (also das was z.B. an Audioverstärkern etc. auftritt) gelten die Ohmschen Gesetze in Reinkultur.
Alles darüber (HF, VHF, Ultra-HF), also oberer kHZ -Bereich, MHz, GHz etc. spielen andere Faktoren eine immer größere Rolle je höher die Frequenz.
Da kommt u.a. der Skin-Effekt zum tragen. Es ist dann auch von Interesse, wie die Leiterbahn verlegt ist, was in der Nähe ist (kleinste Induktivitäten und Kapazitäten haben hier schon Einfluß, eine Leiterbahnkurve ist schon eine viertel Spulenwindung!), die Abschirmverhältnisse, etc. Das ist dann eine Wissenschaft für sich... In einem HF-Teil "herumzulöten" kann fatale Folgen haben....

Gruß
Wolfgang

Hallo Wolfgang,


» Das Vorherige war schon sehr umfassend...

Das mußte einmal gesagt werden, uffff.....
»
» Als Faustregel: Handelt es sich um NF (also das was z.B. an
» Audioverstärkern etc. auftritt) gelten die Ohmschen Gesetze in
» Reinkultur.

Grundsätzlich stimme ich dir zu; wenn da nicht ein dummes Phänomen mitspielen würde:
eines davon - die Miller Kapaziät.

Dieser Parasit ist überall drinnen.

Somit sollten auch bei einem Verstärker HF-Betrachtungen mit einfließen.
Es kann ja sein, in der Tat ist es auch unter Umständen,
dass da was HF mitschwingt,
und somit der Verstärker auf mehreren Frequenzen herum tanzt; verstärkt.
Das darfst dann den Endstufen-Transis erklären!

» Alles darüber (HF, VHF, Ultra-HF), also oberer kHZ -Bereich, MHz, GHz etc.
» spielen andere Faktoren eine immer größere Rolle je höher die Frequenz.
» Da kommt u.a. der Skin-Effekt zum tragen. Es ist dann

In dem Moment, wenn Frequenzen mit dabei sind, entsteht eine seitliche Auslenkung im Leiter
- d. Skineffekt beginnt bereits bei ein paar Hz sichtbar zu werden.

Davon sprach ich noch nicht - weil wäre schon komplexer


» wie die Leiterbahn verlegt ist, was in der Nähe ist (kleinste
» Induktivitäten und Kapazitäten haben hier schon Einfluß, eine
» Leiterbahnkurve ist schon eine viertel Spulenwindung!), die
» Abschirmverhältnisse, etc. Das ist dann eine Wissenschaft für sich... In
» einem HF-Teil "herumzulöten" kann fatale Folgen haben....

jawohl, ja.....

Weil du die Faustregel ansprachst ....
- ich mache zeitweise einen einfachen "HF-Festigkeitstest"
langsam mit der Hand über die Schaltung streifen
---- wenns brummt, dann gibts ein Problem.....


==> ".... geht die Schaltung..?"; " passt scho...."
"Hast Probleme damit?"
- "Ne, die arbeitet so gut - ich sehe und höre nichts von ihr..." "passt...."

Grüße
Gerald

--
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» Grundsätzlich stimme ich dir zu; wenn da nicht ein dummes Phänomen
» mitspielen würde:
» eines davon - die Miller Kapaziät.
»
» Dieser Parasit ist überall drinnen.
»
» Somit sollten auch bei einem Verstärker HF-Betrachtungen mit einfließen.

Da hast du natürlich Recht...
Aber ich wollte nicht zu sehr ins Detail, nur eine Faustregel erklären.

» » Alles darüber (HF, VHF, Ultra-HF), also oberer kHZ -Bereich, MHz, GHz
» etc.
» » spielen andere Faktoren eine immer größere Rolle je höher die Frequenz.
» » Da kommt u.a. der Skin-Effekt zum tragen. Es ist dann

Auch da hast du Recht, jedoch wird das für Leistungsbetrachtungen wahrscheinlich erst in höheren Frequenzbereichen wichtig....

» In dem Moment, wenn Frequenzen mit dabei sind, entsteht eine seitliche
» Auslenkung im Leiter
» - d. Skineffekt beginnt bereits bei ein paar Hz sichtbar zu werden.
»
» Davon sprach ich noch nicht - weil wäre schon komplexer
»

So komplex auch wieder nicht, aber im Detail dann schon...:
Der Skineffekt besagt, daß sich Wechselstrom mit zunehmender Frequenz immer weiter zu der Außenhaut des Leiters "verzieht", sodaß sogar bei Netzfrequenz es schon besser ist, sich einer Litze (d.h. vieler einzelner Drähte) zu bedienen, um eine effiziente Stromleitung zu gewährleisten... Da das aber auf Leiterplatten schlecht möglich ist muß der Effekt entsprechend bei der Leiterbahnauslegung berücksichtigt werden. Keine einfache Materie....

Gruß,
Wolfgang

» » Grundsätzlich stimme ich dir zu; wenn da nicht ein dummes Phänomen
» » mitspielen würde:
» » eines davon - die Miller Kapaziät.
» »
» » Dieser Parasit ist überall drinnen.
» »
» » Somit sollten auch bei einem Verstärker HF-Betrachtungen mit
» einfließen.
»
» Da hast du natürlich Recht...
» Aber ich wollte nicht zu sehr ins Detail, nur eine Faustregel erklären.
»
» » » Alles darüber (HF, VHF, Ultra-HF), also oberer kHZ -Bereich, MHz, GHz
» » etc.
» » » spielen andere Faktoren eine immer größere Rolle je höher die
» Frequenz.
» » » Da kommt u.a. der Skin-Effekt zum tragen. Es ist dann
»
» Auch da hast du Recht, jedoch wird das für Leistungsbetrachtungen
» wahrscheinlich erst in höheren Frequenzbereichen wichtig....
»
» » In dem Moment, wenn Frequenzen mit dabei sind, entsteht eine seitliche
» » Auslenkung im Leiter
» » - d. Skineffekt beginnt bereits bei ein paar Hz sichtbar zu werden.
» »
» » Davon sprach ich noch nicht - weil wäre schon komplexer
» »
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» So komplex auch wieder nicht, aber im Detail dann schon...:
» Der Skineffekt besagt, daß sich Wechselstrom mit zunehmender Frequenz
» immer weiter zu der Außenhaut des Leiters "verzieht", sodaß sogar bei
» Netzfrequenz es schon besser ist, sich einer Litze (d.h. vieler einzelner
» Drähte) zu bedienen, um eine effiziente Stromleitung zu gewährleisten...
» Da das aber auf Leiterplatten schlecht möglich ist muß der Effekt
» entsprechend bei der Leiterbahnauslegung berücksichtigt werden. Keine
» einfache Materie....
»
» Gruß,
» Wolfgang

---

Wenn da nicht überall ach diese Details mit Wider- und oder Zusprüche
gepackt in einer Faustregel richtungsweisend hintereinander aus
dem Mund geschoben und ohne Zwischenrede vom Vis-a-Vis mit FIFO aufgenommen
und entsprehend passend verstanden und augenrollend aus seinem
Mund wieder FIFO rausgeschoben widergegeben werden!

Keine einfache Materie!! In der Tat!

Grüße
Gerald

--
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