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Strategie
15/02/2018

Schnell, modular, individuell - aber bitte bei gleicher Leistung.

Die Vorteile von Leiterplattenlösungen auf dem Prüfstand
PCB-Lösungen

Leistungsverteileranschlüsse in Schaltschränken und 19“-Racksystemen sind üblicherweise festverdrahtet. Offensichtlich geht der Trend bei PCB (Printed Circuit Board) -Lösungen in Richtung einer Reduzierung der Montagezeiten, einer zunehmenden Modularisierung und individuellen Anpassung. Die Herausforderung besteht allerdings darin, mit einer Leiterplattenbestückung dieselbe Strombelastbarkeit und dieselben Industrie- und Sicherheitsstandards zu erreichen. Die Querschnittsabmessungen von Kupferleiterbahnen sind im Vergleich zu denen von Kabeln geringer. Aber mit der Dickkupfertechnik ist die Leiterplatte selbst für Anwendungen mit höheren Strömen geeignet.

Stromverteilung

Eine Möglichkeit der Stromverteilung ist die Verdrahtung mit Kabeln. Bei dieser Lösung entsteht aber Zeitaufwand für die Installation und die Prüfung. Ein anderer Ansatz ist eine Leiterplattenbestückung, die die Schaltungen und Komponenten mit den integrierten Leiterbahnen in jeder Schicht verbindet.

Vorteile von Leiterplattenlösungen sind: 

  • Reduzierung von Fehlern durch falsche Verkabelung während der Installation und damit zusammenhängenden Montage- und Prüfzeiten 
  • Zusätzliche Komponenten wie Relais oder Leistungsschalter und zusätzliche elektrische Funktionen auf der Leiterplatte    
  • Modularisierung durch Aufnahme verschiedener Steckerschnittstellen für zusätzliche Module
  • Individuelle Anpassung mit vielseitigen Bestückungsvarianten
  • Möglichkeit der Aufnahme von Identifizierungsbereichen, z.B. RFID, oder Chips zur Speicherung von Bestandsdaten

Die Konzeption von Leiterplatten erfordert gute Kenntnisse von Industrie- und Sicherheitsstandards, damit die richtigen Konstruktionsregeln und Bedingungen für jedes Netz berücksichtigt werden können.

Die Anforderungen hängen von den Normenbezügen für Verteilerboxen, Laborumgebungen, Bahnanwendungen usw. ab. Man benötigt breite Leiterbahnen, um den gleichen Querschnitt wie bei Kabeldraht zu erreichen. Die verschiedenen Schichten einer Multilayerplatine, die über Durchkontaktierungslöcher miteinander verbunden sind, ermöglichen die Verteilung des Querschnitts auf mehrere Schichten.

Die Kupferstärke ist ein begrenzender Faktor für die Strombelastbarkeit. Einige Leiterplattenhersteller entwickeln Technologien, um die Kupferstärke in den Innenschichten zu erhöhen. Eine solche Lösung ist die Dickkupfertechnik. 

Die Leiterplatte hat Bereiche für Leistungsein- und Ausgänge und repräsentiert ein typisches Beispiel für in der Schalttafel montierte Anwendungen mit einem 90°-Semi-Flex-Bereich und Strom für den Anschluss der hohen Stromstärke zwischen den starren Leiterplatten. 

HARTING verfügt über die Möglichkeiten, die Strombelastung und die Integrität auf der Grundlage von analytischen Berechnungen, Simulationen und Messungen im eigenen Haus zu evaluieren.

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