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Weidmüller + Häusermann

»Power on Board«

22. September 2017, 11:00 Uhr | Von Stefan Hörth und Rene Arntzen

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Aus der Praxis für die Praxis

Referenzdesigns für die zugehörigen HSMtec-Hochstromleiterplatten von Häusermann erlauben eine rasche und unkomplizierte Umsetzung des Layouts für projektspezifische Anforderungen unterschiedlichster Leistungsklassen und Anschlusstechniken. Ein Beispiel zeigt dies deutlich: Mit der Leiterplattenklemme LUP 10.16 für einen maximalen Nennstrom von bis zu 76 A (IEC) und 64 A (UL) der Weidmüller-Serie Omnimate Power.

Diese Leiterplatten-Anschlussklemmen im Rastermaß von 10,16 mm können bis zu 1000 V (IEC) und 300 V (UL) bei einem maximalen Klemmbereich von 16 mm²/AWG 6 aufnehmen. Um die Zuverlässigkeit der elektronischen Baugruppe sicherzustellen, ist ein effizientes Wärmemanagement unabdingbar. Mit der Leiterplattentechnik HSMtec ist dies möglich, da massive Kupferelemente durch ihre großen Querschnitte für eine rasche Wärmeableitung sorgen (Bild 3).

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Ein weiterer Vorteil ist, dass diese Leiterplattentechnik es ermöglicht, ein leistungsfähiges Wärmemanagement mit komplexer Steuerungselektronik auf der gleichen Leiterplatte unkompliziert miteinander zu kombinieren. Im konkreten Beispiel wurde ein 8 mm breites Kupferprofil in die Innenlage der Platine unter jeden Pol der vierpoligen Klemme integriert. Um die 76 A zu bewältigen, ist ein Leitungsquerschnitt des Kupferprofils von rund 5 mm² nötig, wobei eine Masseinnenlage zur Wärmespreizung zum Einsatz kommt (Bild 4).

Bild 4. Den Anforderung für Hochstrom und Wärmemanagement entsprechend, lassen sich massive Kupferelemente als Profile und Drähte in die Leiterplatte integrieren.

Damit ließ sich ein ΔT der Hochstromleiterbahnen von etwa 45 K erreichen. Ohne diese rasche Wärmeableitung durch HSMtec wäre bei einer Kupferinnenlage mit 70 μm Höhe eine Leiterbahnbreite von mehr als 20 mm erforderlich gewesen, um dieselben Ergebnisse zu erzielen.

Überdies lässt sich mit einem speziellen Calculator die richtige Dimensionierung von Hochstromleiterplatten ermitteln. Solch ein Tool stellt Häusermann auf seiner Website zur Verfügung. Das Referenzdesign zeigt anschaulich, dass sich mit der Kombination von Leiterplatten-Know-how und intelligenter Auswahl der Anschlusstechnik sämtliche Anschlüsse in allen Leistungsklassen einfach, effizient und zuverlässig umsetzen lassen.