EDV-Dompteur/Forum

Wer Platinen designt, muss sich hin und wieder Gedanken über die Strombelastbarkeit von Leiterbahnen und Durchkontaktierungen machen.

Ich habe es mir zur Gewohnheit gemacht, "Leiterbahn-Fuses" zu realisieren.
Das sind gezielt ausgedünnte Leiterbahnstellen, die im Falle eines Kurzschlusses durchbrennen, um weiteren Schaden zu verhindern.

Eine richtige Sicherung ist dem natürlich vorzuziehen, aber es gibt ja immer jene Sorte Anwender, die ausgelöste Sicherungen durch völlig andere Werte ersetzten, oder gar mit Alufolie überbrücken und so ...

Die Sollbruchstelle im Versorgungspfad schützt also selbst bei Manipulation und macht diese dann auch nachweisbar. Denn man dimensioniert natürlich so, dass im Kurzschlussfall zuerst die reguläre Sicherung auslöst. Sollte diese aber überbrückt worden sein, so kokelt an definierter Stelle die Leiterbahn durch.
Weil das an definierter Stelle passiert, lässt sich so ein Gerät dann immer noch reparieren, aber der Fall wurde halt unleugbar "dokumentiert".

Natürlich gibt es auch Polyfuses, das ist mir klar. Dennoch haben Sollbruchstellen in meinen Augen Sinn.

Ich sehe stets zwei Lötpads neben der Solbruchstelle vor, so dass ein einziger, kleiner Lötpunkt die Stelle wieder flickt.
Damit das mit dem gezielten Durchbrennen bei einer bestimmten Stromstärke überhaupt funktioniert, muss man natürlich einigermaßen über die Strombelastbarkeit Bescheid wissen. Das ist aber eine recht grobschlächtige Technik, die sich kaum durch Formeln definieren lässt und etwas Erfahrung verlangt.

Folgende Websites geben ein paar gute Anhaltspunkte für PCB-Designer:

http://www.andus.de/leiterplatte/strombelastbarkeit.php

http://www.fs-leiterplatten.de/technik/l…ngsrichtlinien/


Bezüglich der nötigen Leiterbahnabstände, um eine bestimmte Spannungsfestigkeit zu erreichen, finden sich hier gute Infos:
http://www.mikrocontroller.net/articles/…hnabst%C3%A4nde

Zitat von »Bastelfreund«

Jetzt müsste man nur noch wissen ab welcher Temperatur die Leiterbahn in Rauch aufgeht .

In der Praxis richtet man sich nach der Faustformel (für 35 Mikrometer):
Pro Ampere ein Millimeter Leiterbahnbreite.
Damit kommt man bequem hin und hat genügend Sicherheitsreserve, für Fälle ungenügender Wärmeabfuhr.

Nur wenn der Platz betont eng ist, so dass man gezwungen ist, dünnere Leiterbahnen zu verwenden, muss man sich 'nen genaueren Kopp machen.

Aber glaube mal nicht, dass ich da irgend etwas berechne! Ich grabbel mir einfach eine alte Leiterplatte aus dem Schrott, gucke mir eine Leiterbahn passender Länge und Stärke aus, speise dort per Labornetzteil den gewünschten Strom ein und kontrolliere, was passiert.

Etwas Sicherheitsreserve drauf und gut ist.

Moderne CAD-Programm bieten übrigens Funktionen, um die Strombelastbarkeit und zu erwartende Erwärmung automatisch anhand des Layoutdesigns zu berechnen. Für Eagle gibt es dazu ein ULP.
Da muss man nicht mehr viel selbst denken.

Die von mir erwähnte Leiterbahnsicherung ist sowieso Grobschmiedtechnik. Die wird so bemessen, dass sie den zu erwartenden Strom sicher trägt, aber im Falle eines satten Kurzschlusses das Abfackeln des Hauses verhindert und an definierter Stelle durchkokelt.

Wenn im regulären Betrieb ein vergleichsweise hoher Strom transportiert werden muss, dann wird ohnehin (unverzichtbar!) eine echte Sicherung vorgesehen.
Gerne auch eine Schmelzsicherung in Reihe mit einer Polyfuse, wegen der Pappenheimer, die defekte Schmelzsicherungen ganz pragmatisch mit Alufolie umwickeln ...

Die Leiterbahnsicherung ist da wirklich nur die letzte Instanz.
Wenn die durchbrennt, weil [Phantasie ON] ein Stück Stahlwolle ins Gerät gefallen ist und irgendwie die echten Sicherungen überbrückt hat [Phantasie OFF], oder weil man beim Zusammenbau einen Anschlussfehler (Verpolung ...) fabriziert hat, dann brennt die Leiterbahn halt an definierter Stelle durch, wodurch sich die anschließende Reparatur erheblich vereinfacht.

Da kann man zwar 'ne Doktorarbeit draus machen, muss es aber nicht. Einfach die Leiterbahn an geeigneter Stelle etwas ausdünnen, auf genügender Länge, und gut ist.

Nur daran denken, dass die aufgetrennte Leiterbahn, nachdem sie sich vom Basismaterial gelöst hat, nicht benachbarte Potenziale berühren kann.