Перейти к содержанию

    

Вместо кучи проводов создаём печатную плату

Добрый день!

Прошу советов и идей при работе над страной, описанной ниже.

Сейчас имеется большое количество проводов, проходящих внутри корпуса, соединяющих несколько плат.

По этим проводам идёт + -300В (8А), корпусная земля и пара сигналов управления.

Все это добро смотано в жгут и прикреплено винтами к корпусу.

Но при работе с устройством, припаянные к контактам провода периодически отваливаются.

Поэтому, встала задача переместить эти провода на дорожки печатной платы, распаяв короткие проводки уже от "проводящей" платы к остальным.

Отсюда вытекает ряд вопросов:

1) Какой может быть структура платы? (Стоит ли расположить питание + 300В и -300В на разных слоях и если да, то сколько земли должно быть между ними!)

2) Достаточная или излишняя толщина фольги в 105мкм?

3) Можно ли использовать FR-4? Или есть лучшие материалы?

4) Нужно ли устанавливать на плату отдельные конденсаторы?

3) Какие нюансы следует учитывать при разработке подобной платы?

 

Буду благодарна всем ответившим на эти и другие возникающие вопросы! )

PS фото прикрепить, к сожалению, возможности нет.

Изменено пользователем Stella_S

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Вы просто существующие провода правильно распаяйте чтобы не отваливались. Пайка - контакт, но не крепление. Закрепите дополнительно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
1 hour ago, Егоров said:

Вы просто существующие провода правильно распаяйте чтобы не отваливались. Пайка - контакт, но не крепление. Закрепите дополнительно.

К сожалению, оставить провода  нельзя.

На каждом модуле в устройстве есть выводы, на которые собственно и запаиваются провода. Причем, если бы только один провод... Но их там штуки по 3-4 (к слову, подобные контакты выдерживают 2-3 подключенных провода. Но размеры модулей не позволяют использовать другие контакты, а количество проводов уменьшить нельзя).

Так что требуется решить поставленную задачку. )

Изменено пользователем Stella_S

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Возможно Вам достаточно прижать провода в месте пайки к плате металлической планкой с резиновым уплотнителем. Тогда провода болтаться не будут и не будут вылетать из места пайки.

Про изоляцию и ток. Толщина 105мкм хорошая, важно чтобы ширина дорожки была достаточной для прохождения тока в 8A.

Если взять двухкратный запас, то ширина трассы 10мм для внутренних слоев.

Сопротивление изоляции на печатной плате 500V/mm в 3D. Так как у Вас проводники +300 и -300, значит между ними 600 умножаем на 2 плюс запас 1500V напряжение изоляции.

То есть на плате на одном уровне проводники надо разнести на 3мм. И сделать плату толщиной 2 мм  для потенциала 300V до корпусной земли (600V  с двукратным запасом).

В Вашем случае лучше всего проводники разместить внутри платы, тогда ни пыль, ни налеты не появятся и не будет проблем с пробоями. Ну эти черные разводы которые появляются со временем.

Итак для  решения Вашего вопроса потребуется 8 проводников шириной 10мм с расстоянием между ними 3 мм (с запасом) по всей длине.

Высоковольтные трассы скажем на 2м слое( толщина изоляции до верхнего слоя скажем 0.2мм) просто для защиты от пыли и прочее.Верхний слой без меди.

Нижний слой платы корпусная земля, сплошняком, толщина платы 2.5мм. Ширина платы 3+(10+3)*8 = 110мм или 10 см.

Плату разместить в корпусе так, чтобы от верхнего слоя платы до любого металла не менее 5мм зазор, чтоб не пробило через тонкий слой изоляции верхнего слоя.

 

Я бы сделал так. В интернете полно рекомендаций в духе  "FR4 на пробой 30кВ", все это брехня, когда начинаешь читать стандарты и разбиратсья консервативная цифра 500V на мм. Не больше.

Точнее я бы просто прижал провода механически в месте пайки, чтобы вибрация не выдирала их из контактов...

 

 

Изменено пользователем twix

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
4 minutes ago, twix said:

Возможно Вам достаточно прижать провода в месте пайки к плате металлической планкой с резиновым уплотнителем. Тогда провода болтаться не будут и не будут вылетать из места пайки.

Про изоляцию и ток. Толщина 105мкм хорошая, важно чтобы ширина дорожки была достаточной для прохождения тока в 8A.

Если взять двухкратный запас, то ширина трассы 10мм для внутренних слоев.

Сопротивление изоляции на печатной плате 500V/mm в 3D. Так как у Вас проводники +300 и -300, значит между ними 600 умножаем на 2 плюс запас 1500V напряжение изоляции.

То есть на плате на одном уровне проводники надо разнести на 3мм. И сделать плату толщиной 2 мм  для потенциала 300V до корпусной земли (600V  с двукратным запасом).

В Вашем случае лучше всего проводники разместить внутри платы, тогда ни пыль, ни налеты не появятся и не будет проблем с пробоями. Ну эти черные разводы которые появляются со временем.

Итак для  решения Вашего вопроса потребуется 8 проводников шириной 10мм с расстоянием между ними 3 мм (с запасом) по всей длине.

Высоковольтные трассы скажем на 2м слое, верхний слой без меди. Нижний слой платы корпусная земля, сплошняком, толщина платы 2.5мм. Ширина платы 3+(10+3)*8 = 110мм или 10 см.

Плату разместить в корпусе так, чтобы от верхнего слоя платы до любого металла не менее 5мм зазор, чтоб не пробило через тонкий слой изоляции верхнего слоя.

 

Я бы сделал так. В интернете полно рекомендаций в духе  "FR4 на пробой 30кВ", все это брехня, когда начинаешь читать стандарты и разбиратсья консервативная цифра 500V на мм. Не больше.

Точнее я бы просто прижал провода механически в месте пайки, чтобы вибрация не выдирала их из контактов...

 

 

Да )) примерно такая толщина платы и характеристики проводников напрашивались при первом взгляде на устройство... Но тут вытекает и ещё такой нюанс, как высота доступного пространства. Составляет она порядка 3-4 см.

Подумаю ещё получше об укреплении проводов, конечно. Но и подожду ещё ответов.

Вообще, путем введения платы хотелось бы ещё и уменьшить общее количество проводов в устройстве.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
В 03.11.2018 в 19:25, Stella_S сказал:

Все это добро смотано в жгут и прикреплено винтами к корпусу.

Вообще-то пайка - это не крепление, т.е. крепить надо еще и к плате.

У нас на каждый выходящий жгут проводов как минимум два отверстия в плате, к которым он и привязывается.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
2 hours ago, HardEgor said:

Вообще-то пайка - это не крепление, т.е. крепить надо еще и к плате.

У нас на каждый выходящий жгут проводов как минимум два отверстия в плате, к которым он и привязывается.

Возможно, я не совсем точно описала конструкцию..

В нашем случае, плата упакована в изолированный корпус, на котором с внешней стороны, в свою очередь располагаются выводы-штырьки. И уже к ним припаивается по несколько проводов (предварительно они наматываются на эти штырьки).

Соединение внутри корпуса с платой сделано нормально.

Изменено пользователем Stella_S

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
11 часов назад, Stella_S сказал:

В нашем случае, плата упакована в изолированный корпус, на котором с внешней стороны, в свою очередь располагаются выводы-штырьки. И уже к ним припаивается по несколько проводов (предварительно они наматываются на эти штырьки).

Я надеюсь у вас многожильный гибкий провод.  В таком случае одевается кембрик(термоусадка хуже) на провод со штырьком и поверх пайки. Длина кембрика зависит от диаметра, не меньше длины штырька, обычно полуторная длина, главное чтобы место перехода провода с чистого в облуженный было под кембриком и не гнулось.

В общем лучше для начала вам почитать какой нибудь учебник для монтажников. А потом  ОСТ 4ГО.хххххх

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Тут лучше пойти о примеру подключения к преобразователям формата halfbrick/fullbrick:

Делаете ответную печатную платы под ваши штырьки из корпуса, если есть крепежные отверстия на блоке то лучше и под них отверстия. 

Дальше от каждого штырька минимально короткий проводник с переходом под запрессовочную шпильку/болт/клеммник или другие резьбовые соединения к которым будут подключаться ваши провода.

Сами провода так же обязательно либо в гильзы запрессовываете, либо всякие наконечники типа "О"

Таким образом вы сможете модернизировать ранее выпущенную продукцию которая пришла на ремонт и делать более качественную новую. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
7 hours ago, ikm said:

Тут лучше пойти о примеру подключения к преобразователям формата halfbrick/fullbrick:

Делаете ответную печатную платы под ваши штырьки из корпуса, если есть крепежные отверстия на блоке то лучше и под них отверстия. 

Дальше от каждого штырька минимально короткий проводник с переходом под запрессовочную шпильку/болт/клеммник или другие резьбовые соединения к которым будут подключаться ваши провода.

Сами провода так же обязательно либо в гильзы запрессовываете, либо всякие наконечники типа "О"

Таким образом вы сможете модернизировать ранее выпущенную продукцию которая пришла на ремонт и делать более качественную новую. 

Мой вопрос изначально и стоял в этой самой ответной плате. Ее виду, материалу и другим нюансам и характеристикам .

Ее то я и планирую делать.

Просто в теме отвечали, в основном, по самому подключению проводов, исключая плату. 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

В вашем первом посте совсем не понятные вопросы:

1. Конденсаторы!!! от куда нам знать нужны они или нет, мы же не знаем, что за устройства.

2. Зачем короткие проводки от платы к основным проводам? Крепите сразу на винтовое соединение.

3. Зачем два слоя на печатной плате, у вас штырьки выходят только с одной стороны ставьте максимально близки винтовые соединения. Дорожки открывайте от маски и покрывайте оловом, для уменьшения сопротивления.

4. FR-4  для печатной платы в ваших потребностях самое то. Что то лучше может быть только фрезерованный кусок меди для перехода штырь-резьбовое соединение.

5. Нюансы: не помешало бы делать прорези между контактами для обеспечения воздушного зазора, чтобы при скоплении пыли у вас не было токов утечек по поверхности.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
On 11/3/2018 at 7:44 PM, twix said:

Возможно Вам достаточно прижать провода в месте пайки к плате металлической планкой с резиновым уплотнителем. Тогда провода болтаться не будут и не будут вылетать из места пайки.

Про изоляцию и ток. Толщина 105мкм хорошая, важно чтобы ширина дорожки была достаточной для прохождения тока в 8A.

Если взять двухкратный запас, то ширина трассы 10мм для внутренних слоев.

Сопротивление изоляции на печатной плате 500V/mm в 3D. Так как у Вас проводники +300 и -300, значит между ними 600 умножаем на 2 плюс запас 1500V напряжение изоляции.

То есть на плате на одном уровне проводники надо разнести на 3мм. И сделать плату толщиной 2 мм  для потенциала 300V до корпусной земли (600V  с двукратным запасом).

В Вашем случае лучше всего проводники разместить внутри платы, тогда ни пыль, ни налеты не появятся и не будет проблем с пробоями. Ну эти черные разводы которые появляются со временем.

Итак для  решения Вашего вопроса потребуется 8 проводников шириной 10мм с расстоянием между ними 3 мм (с запасом) по всей длине.

Высоковольтные трассы скажем на 2м слое( толщина изоляции до верхнего слоя скажем 0.2мм) просто для защиты от пыли и прочее.Верхний слой без меди.

Нижний слой платы корпусная земля, сплошняком, толщина платы 2.5мм. Ширина платы 3+(10+3)*8 = 110мм или 10 см.

Плату разместить в корпусе так, чтобы от верхнего слоя платы до любого металла не менее 5мм зазор, чтоб не пробило через тонкий слой изоляции верхнего слоя.

 

Я бы сделал так. В интернете полно рекомендаций в духе  "FR4 на пробой 30кВ", все это брехня, когда начинаешь читать стандарты и разбиратсья консервативная цифра 500V на мм. Не больше.

Точнее я бы просто прижал провода механически в месте пайки, чтобы вибрация не выдирала их из контактов...

 

 

А в случае, если каждый проводник расположить на отдельном слое, примерно так:

Верхний слой платы: слой сигналов управления (их два на +5В)

2й слой: земля (не корпусная)

3й слой: +300В

4й слой: земля (не корпусная)

5й слой: -300В

6й слой: земля (не корпусная)

При этом толщина слоя земли между +300В и -300В будет около 1мм.

Отсюда, правда, вытекает вопрос в структуре слоев...

Максимальная толщина базового FR4 = 0.787мм (набран из 4х препрегов 7628) - инфа с сайта fr4.ru.

Остальное добивать препрегами?!

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
24 minutes ago, ikm said:

В вашем первом посте совсем не понятные вопросы:

1. Конденсаторы!!! от куда нам знать нужны они или нет, мы же не знаем, что за устройства.

2. Зачем короткие проводки от платы к основным проводам? Крепите сразу на винтовое соединение.

3. Зачем два слоя на печатной плате, у вас штырьки выходят только с одной стороны ставьте максимально близки винтовые соединения. Дорожки открывайте от маски и покрывайте оловом, для уменьшения сопротивления.

4. FR-4  для печатной платы в ваших потребностях самое то. Что то лучше может быть только фрезерованный кусок меди для перехода штырь-резьбовое соединение.

5. Нюансы: не помешало бы делать прорези между контактами для обеспечения воздушного зазора, чтобы при скоплении пыли у вас не было токов утечек по поверхности.

 

Не могу ответить на вопросы, почему сделано так, как сделано. Но, попробую ещё уточнить саму конструкцию, которая имеется сейчас и которую я вижу вживую.

На внешней стороне закрытого корпуса имеется 5 контактов, затянутых винтами через шайбы. Т.е. сам контакт, по видимому, представляет собой штырек с резьбой и контактной частью меньшего диаметра.

На эту контактную часть, где-то по 2 штуки, где-то по 3, накинуты соединители типа "о" , подпаяны. От них идёт гибкий монтажный провод.

1) про конденсаторы )) наверное, был нелепый вопрос, все уже есть в самих модулях.

2) винтовое соединение между платой и модулем ? Плата будет располагаться горизонтально, а модуль относительно нее вертикально. Вы имеете ввиду какое-то угловое соединение ? :-0 

3) забыла уточнить, что максимальная ширина платы 2см, в некоторых местах можно 3-4, но не больше.

Поэтому предусмотреть широкий проводник и зазор с двойным запасом не реализуемо и я представляю многослойную плату.

5)) прорези в плате ? ( Представляется что-то типо "тупой пилы" ?)

Что касается кембрика: тоже не получится из-за недостаточного "простора" для его установки. 

Изменено пользователем Stella_S

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
21 minutes ago, Stella_S said:

А в случае, если каждый проводник расположить на отдельном слое, примерно так

Остальное добивать препрегами?!

Я бы не стал закладываться на изоляционные свойства препрега.  Хотите надежное решение, используйте только ядра  1м в качестве изолятора,  а препрег 0.1мм только  как связующее звено  для ядер в многослойной плате.

При таком подходе все ядра должны иметь медь только с одной стороны, а слойность платы увеличивается в два раза. Но зато это надежное со всех точек зрения решение...

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
35 минут назад, Stella_S сказал:

На эту контактную часть, где-то по 2 штуки, где-то по 3, накинуты соединители типа "о" , подпаяны. От них идёт гибкий монтажный провод.

А вот как у вас всё запущено. А в каком месте происходит облом проводника, там где наконечник типа О, обжимает изоляцию провода или сам наконечник ломается?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти