Jump to content

    

Вопросы по разводке печатной платы и стабилизации напряжения

Добрый день,

к аккумуляторной батарее с напряжением 12В (18Ah) планирую подключить множественные нагрузки (шаговые двигатели, вакуумную помпу и прочее). Все потребители запитываются от напряжения 12В. Сумарный ток потребления всех устройств, одновременно подключенных к батарее, приблизительно 13,5А (аккумулятор по спецификации выдерживает до 1000А).
Включение всех компонентов через полевые транзисторы, управляемые МК (arduino).

Можно было бы купить уже готовые модули с реле и не заморачиваться с разводкой ПП, но мне так не интересно, да и они медленно срабатывают.

Последний раз разводил плату для дипломного проекта 13 лет тому назад, поэтому кое что из того еще помню, но очень ограниченно.

Помню, что ширина дорожки печатной платы зависит от силы тока протекающего по ней и от толщины меди (в моем случае максимально 13,5А, толщина меди 1oz --> рассчетная ширина дорожки должна быть больше 4,57mm - это для 10А).

На основании предварительного рассчета накидал компоненты на плату. Но что-то у меня вызывает сомнения, в правильном ли я направлении иду.

Прошу указать на ошибки и возможности их исправления.

И еще...

Стоит ли заморачиваться со стабилизацией напряжения? Или она здесь не критична?
И если стоит подскажите какой стоит выбрать линейный регулятор (LM...)?
Нужно ли к каждой нагрузки подводить свой регулятор или достаточно одного?
Нужно ли защищать аккумуляторную батарею от индуктивностей нагрузок?
 

Заранее благодарю

 

Unbenannt1.PNG

Unbenannt2.PNG

Edited by ustus

Share this post


Link to post
Share on other sites

13,5 A обычно тянут медной проволокой, напаяной на дорожку, или толстым полосками припоя на участках, свободных от маски.

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 minutes ago, Oymyacon said:

13,5 A обычно тянут медной проволокой, напаяной на дорожку, или толстым полосками припоя на участках, свободных от маски.

Только по бедности, ибо страшно нетехнологично.

Используют фольгу 70 микрон, используют 4-6 слойную плату и никаких "дорожек 4.7мм" для силовой цепи - а полигонами, дублированными в нескольких слоях. Прошитые множественными VIA.  Таким образом, например, делают PowerDistributionBoard  для дронов, где суммарный ток восьми BLDC двигателей в пике достигает 300А, номинальный - 80А.  Ибо фольга значительно лучше охлаждается, чем локальный, пусть и медный, проводник.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 19.02.2020 в 11:08, ustus сказал:

13 лет тому назад ... Прошу указать на ошибки

Выводных деталей практически не стало дважды тому назад, а коммутировать 10 А сейчас в норме посредством SOIC-8, но даже если нагрузка не явно индуктивная, для неё всё равно обязателен обратный диод.

 

Поделите один слой платы пополам на шины питания, заблокируйте его керамическими конденсаторами и сократите расстояния между ключами и соединителями до нуля.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, Gorby said:

Только по бедности, ибо страшно нетехнологично.

Используют фольгу 70 микрон, используют 4-6 слойную плату и никаких "дорожек 4.7мм" для силовой цепи - а полигонами...

Как я понял, там 2 слоя.

И не факт, что не для ЛУТ.

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 hours ago, Oymyacon said:

Как я понял, там 2 слоя.

И не факт, что не для ЛУТ.

Cовершенно верно, 2 слоя. И, никакого ЛУТ. Плату планировал заказывать у китайцев, вернее уже заказал 5 штук с доставкой за 7 евро.

Важно было, как можно меньше денег выделить(потерять) для финансирования студенческого проекта из своего кармана.

Оптимально было бы сделать 4-х слойную? 1-й плюс, 2 земля и 3 сигнальный? Она бы стоила уже больше 30 евро.

 

9 hours ago, Plain said:

Выводных деталей практически не стало дважды тому назад, а коммутировать 10 А сейчас в норме посредством SOIC-8, но даже если нагрузка не явно индуктивная, для неё всё равно обязателен обратный диод. 

 

Поделите один слой платы пополам на шины питания, заблокируйте его керамическими конденсаторами и сократите расстояния между ключами и соединителями до нуля.

Про обратный диод думал... Но в даташите на MOSFET IRLB3034PBF указано, что диод (выпрямительный) уже есть, поэтому и не стал его добавлять.

А, вот идея поделить слой на две части мне как-то не понятна. Не могу это мысленно визуализировать. Одна сторона это "плюс", а другая земля? Керамический конденсатор на 0,1 мкФ? Один контакт на полигон с плюсом, другой на полигон с землей?

10 hours ago, Gorby said:

Только по бедности, ибо страшно нетехнологично.

 Таким образом, например, делают PowerDistributionBoard  для дронов, где суммарный ток восьми BLDC двигателей в пике достигает 300А, номинальный - 80А. 

Спасибо за наводку, обязательно гляну, как эта задача там решается.

 

И, спасибо всем за комментарии!

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, ustus сказал:

в даташите на MOSFET IRLB3034PBF указано, что диод (выпрямительный) уже есть, поэтому и не стал его добавлять

Перечитал указанную Вами антикварную бумагу вдоль и поперёк, но так и не нашёл там подарочного диода для подключения параллельно нагрузке и его выхода из корпуса наружу в виде четвёртого вывода.

 

1 час назад, ustus сказал:

идея поделить слой на две части мне как-то не понятна. Не могу это мысленно визуализировать. Одна сторона это "плюс", а другая земля?

Одна половина слоя — "+12 В", вторая половина — "–12 В". Очевидно, слой удобнее взять нижний, и делится он горизонтально.

 

1 час назад, ustus сказал:

Керамический конденсатор на 0,1 мкФ? Один контакт на полигон с плюсом, другой на полигон с землей?

Да, один конденсатор так, с одной стороны платы, затем ещё один, точно так же, с другой — ведь в моей фразе множественное число.

Share this post


Link to post
Share on other sites
21 hours ago, Plain said:

Одна половина слоя — "+12 В", вторая половина — "–12 В". Очевидно, слой удобнее взять нижний, и делится он горизонтально.

Спасибо за подсказки. К сожалению, так и не понял как компоновать компоненты (2-х полюсные клемники). Оставить как есть на изображении сверху? Или часть из них перенести вниз платы (тем самым подключение всех клем сверху +12В, а снизу все клеммы к -12В)?

Какое минимальное растояние между полигонами +12В и -12В можно оставить (чтобы избежать замыкания)?

21 hours ago, Plain said:

Перечитал указанную Вами антикварную бумагу вдоль и поперёк, но так и не нашёл там подарочного диода для подключения параллельно нагрузке и его выхода из корпуса наружу в виде четвёртого вывода.

Какие диоды посветуете? достаточно ли IN4004 (400Вб 1А)?

С дружеским пожеланием и благодарностью;-)

Edited by ustus

Share this post


Link to post
Share on other sites

Диоды годятся, а расстояния между дорожками требует конкретный производитель печатных плат.

Share this post


Link to post
Share on other sites
24 minutes ago, Plain said:

Диоды годятся, а расстояния между дорожками требует конкретный производитель печатных плат.

А, не нужно ли в цепь нагрузки, дополнительно включать конденсатор и резистор (через который будет разряжаться конденсатор, после отключения питания?

 

И, все же вопрос с размещением компонентов на плате остался самым не ясным...:scratch_one-s_head:

Share this post


Link to post
Share on other sites
30 минут назад, ustus сказал:

нужно ли в цепь нагрузки, дополнительно включать конденсатор и резистор

Все нагрузки Вам известны, потому что Вы мастерите коммутацию внутренностей закрытого ящика, в противном случае, т.е. если голые транзисторы выставлены наружу, они становятся одноразовыми.

 

34 минуты назад, ustus сказал:

вопрос с размещением компонентов на плате остался самым не ясным

 

В 20.02.2020 в 13:42, Plain сказал:

Поделите один слой платы пополам на шины питания, заблокируйте его керамическими конденсаторами и сократите расстояния между ключами и соединителями до нуля.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 hours ago, Plain said:

Поделите один слой платы пополам на шины питания, заблокируйте его керамическими конденсаторами и сократите расстояния между ключами и соединителями до нуля.

 

 

Добрый день,

если бы я был экспертом по этим вопросам я бы сам консультировал других...

Если бы я занимался подобного рода вопросами чаще, чем один раз в десятилетие, я бы наверно понял Вас на полуслове.

Но ни первое, ни второе ко мне не относится, к сожалению. Что для одного проще паренной репы, у другого может вызвать затруднения в понимании.

Мне не так и не стало понятно,к сожалению, как после разделения платы на две части, разместить остальные компоненты, за исключением конденсаторов.

Добавил эскиз моей интерпритации Вашей идеи. Вопрос: насколько она близка?:-)

 

Ссылка на плату:

Link

 

ertert.PNG

Edited by ustus

Share this post


Link to post
Share on other sites

В свою очередь, мне тоже сильно затруднительно понять, какая причина была поворачивать на 90° транзистор и соединитель? Расстояние, да, уменьшили до нуля, а поворачивать-то зачем?

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 minutes ago, Plain said:

В свою очередь, мне тоже сильно затруднительно понять, какая причина была поворачивать на 90° транзистор и соединитель? Расстояние, да, уменьшили до нуля, а поворачивать-то зачем?

Так ведь если не повернуть, то тогда оба контакта (плюс и минус) соединителя и транзистор будт висеть на полигоне +12В

 

Unbenannt.PNG

Share this post


Link to post
Share on other sites
17 минут назад, ustus сказал:

тогда оба контакта ... будт висеть на полигоне +12В

Если Вы их соедините с данным проводом, то да, а иначе программа их от него изолирует.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest
This topic is now closed to further replies.
Sign in to follow this