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

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...