Припайка силового кабеля к печатной плате

Я хочу подключить питание между моей печатной платой и аккумулятором. Мне нужно, чтобы он выдерживал до 100 А и был очень прочным механически, потому что он будет на борту модели автомобиля с багги.

В прототипе, который я сделал с помощью Perfboard (точечной печатной платы), я разделил большой провод на 16 меньших секций и пропустил каждую из них через отдельное отверстие. Затем припаиваю все вместе снизу.

Два больших провода разделены на 16 маленьких частей. Не подходит для шины печатной платы

Провода и разъемы стандартные из модельного хобби:

Это работает очень хорошо, так как он прочный и вмещает большой провод на довольно небольшой площади. Я использовал аналогичную технику для получения выходного тока от полумостов под рассеивателем.

Теперь я хотел бы сделать печатную схему и воспроизвести такое же соединение, но я не уверен, как это сделать:

  • Создание компонента, который содержит несколько сквозных отверстий, расположенных слишком близко друг к другу, приводит к большому количеству ошибок в правилах проектирования.
  • Мой редактор плат (Proteus - Ares) считает, что каждое сквозное отверстие - это отдельный разъем, поэтому создавать компонент неудобно.
  • Я предпочитаю оставаться как можно более стандартным, потому что я заказываю свою печатную плату коммерческому производителю.
  • В некоторых комментариях предлагается использовать шину печатной платы. Я понимаю, что это было бы отличным соединением, но я не понимаю, как я мог бы поместить их в схему, которая идет на борту модели автомобиля. Схема представляет собой контроллер BLDC и имеет 2 силовых входа и 3 силовых выхода.

Буду рад любой идее, включая создание коннектора другим способом или использование другого редактора печатных плат.

Редактировать

Крис Стрэттон предложил взглянуть на настоящий коммерческий модуль ESC. Я должен был начать с этого. Вот разборка одного:

Разборка регулятора 550X - HeliFreak Разборка регулятора 550X - HeliFreak

Теперь у меня больше вопросов:

  • Похоже, силовые кабели припаяны к металлической площадке, усиленной мелкими точками. Кто-то знает, что это такое?
  • С другой стороны есть своего рода плита. Это силовая шина?
Вы меня не убедите, что дорожка платы имеет такое же сечение, как и провод.
Большой провод является стандартным в модельном хобби для работы с высоким током. В моем случае он великоват, но это все еще стандартный размер. Под моим прототипом мне пришлось вручную сделать дорожку, приварив плетеный экран, извлеченный из другого провода, чтобы паяльная паста не расплавилась при полной мощности.
Прямые припаянные провода не подходят для вибрации; вам нужны шины для печатных плат с клеммами: electronics.stackexchange.com/questions/59735/…
Причина в том, что масса проволоки увеличивается квадратично с радиусом, а удерживающая поверхность увеличивается только линейно.
Шина или ребро жесткости, безусловно, хорошая идея. Вы также можете добавить несколько вырезов на маске и залить их припоем, что иногда можно увидеть на сильноточных дорожках. Также рассмотрите возможность использования нескольких слоев для трассировки. И, конечно же, следы должны быть короткими . В любом случае, проблемы, с которыми вы сталкиваетесь, связаны с CAD и должны быть решены тривиально, я сделал что-то подобное с KiCad, поэтому любой инструмент может это сделать.
Также рассмотрите возможность использования нескольких кабелей меньшего сечения. Окончательный объем кабеля больше, но есть и огромные преимущества: лучший отвод тепла, более простая прокладка, возможно, лучшая переходная характеристика, более аккуратная пайка (то, что вы сделали, довольно хорошо, но вы можете сделать лучше)...
Я понимаю, что шины для печатных плат обеспечивают наилучшее соединение, но я не понимаю, как я могу поместить их в схему, которая идет на борту модели автомобиля. Я добавил еще одно изображение, чтобы показать это. Кроме того, это драйвер BLDC, поэтому есть два входа питания и 3 выхода питания.
Я использую стандартные кабели, специально разработанные и изготовленные для моделей автомобилей такого же размера и мощности, как у меня.
Из любопытства, почему бы вам просто не купить готовый? В любом случае, какие разъемы вы используете? Если есть разъем для пайки, я бы выбрал его.
Почему бы не использовать клеммную колодку для монтажа на плате с пружинным зажимом?
@VladimirCravero: мне нужен контроллер, способный работать на высокой скорости, а также в качестве шагового двигателя. Автомобиль способен позиционировать себя с точностью до 1 см и развивать скорость до 30 км/ч. Я использую разъемы EC5 для аккумулятора и разъемы пули 3,5 для двигателя BLDC.
@Tyler При сборке печатной платы я рассматривал возможность использования клеммных колодок, но у меня было две проблемы: во-первых, перфборды имеют диаметр отверстия 1 мм, а клеммная колодка, способная управлять таким током, имеет разъемы большего размера (эта проблема исчезла бы в пользовательском печатная плата). Во-вторых, клеммные блоки в основном предназначены для промышленных приложений с более высоким V и более низким I, чем у меня, поэтому они довольно большие.
@Tyler Но я бы определенно подумал о монтажной клеммной колодке, если бы смог найти правильный. Которым я не был на данный момент.
Вроде крутой проект! Я бегло посмотрел, и кажется, что вы можете припаять разъемы EC5 и цилиндрические разъемы к печатной плате, может быть, у вас есть что-то, и вы можете провести некоторые тесты на соответствие. Я все еще совершенно убежден, что вам нужно найти место для шин. Я попробовал несколько быстрых цифр, и на дорожке рассеивается 6 Вт, не уверен, что это приемлемо.
Просто найдите в Digikey клеммные колодки 100 на выбор, свыше 100 ампер....
Если не хотите заморачиваться с покупкой конкретных компонентов, можно просто использовать сплошной медный провод большего диаметра. Просверлите отверстия в вашей тестовой печатной плате размером с внешний провод, проденьте провод через отверстие и припаяйте его к сплошному медному проводу. Припаяйте этот сплошной провод к медной стороне печатной платы, но только для того, чтобы удерживать его на месте, а НЕ для того, чтобы через дорожки печатной платы проходил сильный ток. Этот толстый сплошной провод нужно соответствующим образом согнуть и подложить к контактам транзисторов или куда он ведет, и припаять прямо к контактам.
Почему бы вам не искать идеи в физической сборке проверенных продуктов ESC, предназначенных для привода двигателя такого размера в этом типе применения? Если на то пошло, вы, вероятно, можете достичь своей цели, переписав прошивку для существующего продукта, возможно, после замены MCU версии, имеющей больше ресурсов в той же распиновке.
@ChrisStratton Да. Хорошо. Выглядит очевидным предложением, но я не думал об этом раньше. Я чувствую себя глупо сейчас.
Просто для тех, кому любопытно, «точки», вероятно, представляют собой несколько дополнительных переходных отверстий. Вместо того, чтобы использовать одно большое сквозное соединение, лучше использовать несколько переходных отверстий (во многом по той же причине, по которой вы используете многожильный провод вместо одножильного провода — скин-эффект в цепях переменного тока). Это также может быть важно, потому что некоторые производственные процессы имеют фиксированные размеры переходных отверстий, поэтому вам нужно несколько, чтобы иметь возможность выдерживать ток.

Ответы (2)

Судя по фотографиям, вы проектируете бесколлекторный привод для радиоуправляемой машины, двигатель и батареи радиоуправляемой машины рассчитаны на короткие импульсы сильного тока, а не на непрерывную работу, поэтому пределом в вашем случае являются не дорожки на печатной плате.

НО в любом случае я представлю некоторые из используемых методов:

  1. Использование медной печатной платы большой или ОЧЕНЬ большой толщины (от 4 унций до 20 унций), вероятно, является самым дорогим и нигде не доступным.

  2. Медные шины, сваренные или ввинченные в печатную плату

  3. Медные провода впаяны в печатную плату

  4. Фитиль / оплетка для припоя, это мой любимый способ, поскольку он не требует такого количества тепла, которое использовалось в предыдущих методах, что приводит к постоянному изгибу печатной платы.

очень компактный сильноточный ESC

ребра жесткости печатной платы шинопровода

медные стержни

Проволока

шина с резьбой

МОЕ предпочтительное решение:

оплетка припоя

РЕДАКТИРОВАТЬ: добавлено окончание печатной платы

Силовые элементы Wurth Electronics

Вюрт силовые элементы

или разъемы для печатных плат lugsdirect

лагидирект

ДЖУИ, если ты припаивал эти медные шины, ты предварительно нагревал их в духовке или что-то в этом роде?
я лично не знаю, как правильный процесс
Спасибо за этот практичный ответ о слоях. Я использовал оплетку в своей текущей Perfboard и могу подтвердить, что ее легко реализовать, и она не изгибает (слишком сильно) схему. Однако мой первоначальный вопрос был о том, как подключить кабели питания к печатной плате. Я видел на одной из ваших фотографий, что вы используете болт и винт, а также кабельный наконечник. Не могли бы вы дать мне некоторое представление?
@jmgonet, сделайте большую площадку, скажем, для винта m6 площадка должна быть (отверстие: 6-6,5 мм и внешнее кольцо около 12-14 мм), затем используйте латунный винт и гайку, чтобы зафиксировать винт, если вы можете использовать припой оба, чтобы зафиксировать их на месте. потом ставишь наконечник провода и затягиваешь второй гайкой. есть несколько готовых продуктов, которые я добавлю в свой ответ, которые также решают эту проблему

Похоже, силовые кабели припаяны к металлической площадке, усиленной мелкими точками. Кто-то знает, что это такое?

Похоже, это переходные отверстия. Я предполагаю, что они прошивают верхний металлический слой до самого низа для обеспечения хорошей электропроводности и структурной целостности. Я бы предложил использовать все металлические слои в колодке.

Припайка силового кабеля к печатной плате
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v