Leitungsinduktivität

Hallo, man sagt ja allgemein, dass ein dünner Draht pro mm ca. 1nH Induktivität besitzt. Zusätzlich ist das allerdings auch abhängig vom Drahtdurchmesser und seiner Umgebung.

Ich muss nun auf einer Leiterplatte einen Snubber anschließen. Aufgrund der Größe der Bauteile komme ich aber nicht wirklich dicht an die Schalttransistoren ran und lande insgesamt bei einigen cm Leiterbahn.

Wenn ich nun mit obiger Regel eine Induktivität annehme, und zusammen mit dem Snubber-Kondensator die Resonanzfrequenz ausrechne, lande ich in der Größenordnung 10MHz. Allerdings liegen in diesem Frequenzbereich auch die zu unterdrückenden Überschwinger.

Ich habe genug Platz, die Snubber über richtig breite Leiterbahnen anzubinden (10mm). Ich gehe davon aus, dass die Induktivität dann abnimmt, da die Feldlinienlänge zunimmt. Gibt es eine Fausformel um da auf Größenordnungen zu kommen?

Michael

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Michael Rübig
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Ja.

Z. B. mit sowas hier

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den Leitungswellenwiderstand und Kapazitätsbelag berechnen, und L' aus

Z_L = \sqrt(L'/C')

berechnen. L = L' * Länge sollte hier noch funktionieren (Länge

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Georg Baum

Michael Rübig schrieb:

Dann machs über mehrere parallele Leiterbahnen, Abstand und Einzelbreite etwa gleiches Maß.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Hallo Dieter,

Dieter Wiedmann schrieb:

Wo ist der Unterschied zu einer einzelnen breiten Leiterbahn?

Michael

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Michael Rübig

Doch, Z_L bekommst Du z. B. aus dem angegebenen Rechner (heißt dort aber Zo bzw. characteristic impedance, und C' heißt dort Co)

Georg

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Georg Baum

Michael Rübig schrieb:

Geringere Induktivität natürlich. Die einzelnen Leiter koppeln zwar miteinander, aber durch die hohe Streuinduktivität zueinander hast du praktisch eine parallelschaltung mehrerer Induktivitäten.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Dieter Wiedmann schrieb:

Kannst Du mir eine Quelle nennen? Ich glaube Dir eigentlich immer alles, aber hier bin ich skeptisch. Ich sehe da immer noch keinen Unterschied. Die Elektronen fließen in beiden Fällen parallel zueinander die Leiterplatte entlang und machen ein Feld um den ganze Zug. Das resultierende Feld ist fast identisch und damit müsste auch die resultierende Induktivität identisch sein.

Kann ja sein, dass ich mich irre, aber überzeugt bin ich nicht. OK, den parallelen Leiterbahnen gestehe ich zumindest keinen Nachteil zu der einzelnen breiten zu und damit könnte ich ja Deine Variante nehmen und bin auf der sicheren Seite. Aber ich würde es gerne verstehen.

Grüße Michael

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Michael Rübig

Iduktivit=E4ten in Parallelschaltung werden so =E4hnlich wie Widerst=E4nde in Parallelschaltung gerechnet. (aus einem beliebigen Tafelwerk f=FCr Einsteiger ist das zu entnehmen [ich habe das jetzt von der BNetzA genommen, weil es gerade zur Hand war; aber nur weil ich gerne Widerst=E4nde, Kondensatoren und Induktivit=E4ten bei der Rechenweise durcheinandbringe])

1 / L_G =3D 1 / L_1 + 1 / L_2 + 1 / L_3 ...
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Stefan Engler

Stefan Engler schrieb:

Das ist klar. Ich habe mich wohl falsch ausgedrückt. Warum haben viele kleine Leiterbahnen nebeneinander eine kleinere Induktivität als eine breite Leiterbahn, die genauso breit ist wie alle kleinen inklusive Lücken zusammen? In diesem Fall stimmt laut Dieter der Vergleich mit den Widerständen nämlich nicht mehr. Da wäre die breite Leiterbahn klar im Vorteil.

Wenn ich die Leiterbahnen und die Lücken beliebig klein werden lasse, erhalte ich wieder eine breite Leiterbahn mit folgenden Einschränkungen:

  1. Die Elektronen können nur parallel zueinander fließen
  2. Der ohmsche Widerstand ist doppelt so hoch

Michael

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Michael Rübig

Das kommt auf den Abstand der Leiterbahnen zueinander an. Wenn der sehr klein ist, dann ist tatsächlich kein großer Unterschied zu einer breiten Leiterbahn zu erwarten. Wenn der aber so groß ist, daß das Feld zwischen den Leitern wie von Dieter beschrieben im Wesentlichen nur Streufeld ist (eine Faustregel für parallele Signalleiterbahnen ist z. B, daß ab einem Abstand der ca. 3-4fachen Leiterplattendicke die Kopplung vernachlässigt werden kann), dann handelt es sich näherungsweise um die beschriebene Parallelschaltung. Das Gesamtfeld ist dann eben nicht mehr identisch zu dem eines einzelnen Leiters, da einige Feldlinien eben auch zwischen den Leitern hindurchgehen. Von "weiter weg" sieht es natürlich trotzdem wie ein einzelner Leiter aus, aber eben mit einem anderen Verhältnis zwischen Feldstärke und Gesamtstrom.

Ab wann zwei Leitungen koppeln, kannst Du mit einem Modell wie z. B. diesem hier herausbekommen:

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Referenz:
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Damit und mit der Berechnung der Induktivität einzelner Leiter verschiedener Breite sollte es möglich sein, durch Einsetzen von ein paar Werten eine Bestätigung für Dieters Behauptung zu finden. Eine genaue Quelle kenne ich leider nicht, sie leuchtet mir aber ein.

Georg

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Georg Baum

Michael Rübig schrieb:

Hallo,

eine einfache Erklärung findest du hier:

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Gruß Rolf

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Rolf Mennekes

Rolf Mennekes schrieb:

Das ist was anderes. Hochfrequenzlitze benutzt man, um den Skin-Effekt im Griff zu halten. Das hat aber nichts mit der obigen Frage zu tun. Der Skin-Effekt macht sich bei hohen Frequenzen durch einen höheren reelen Widerstand und damit höheren Verlusten bei Leistungsanwendungen bemerkbar. In meiner Frage gings aber nur um den induktiven Anteil. Dass HF-Litze eine andere Induktivität als gleich dicker massiver Draht hat, wird in obigem Artikel nicht erwähnt.

Ich bleibe hartnäckig. Allerdings gehts morgen 2 Tage Skifahren (wenn wir Schnee finden) und am Sonntag abends gehts dann hier wieder weiter weiter...

Michael

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Michael Rübig

Dann mach doch einen Unterschied ;-) Abwechselnd parallel Hin- und Rückleitung zB? (klar, nützt nix bei Masse-Layer)

Gru3 Uli

--
Achtung, bitte *nicht* an diese unsinnige Email-Adresse antworten. Der
Grund: Spam.
Ich lese die NG, in die ich schreibe.
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Uli Wannek

Uli Wannek schrieb:

Ich verstehe nicht, was Du mir damit sagen willst.

Michael

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Michael Rübig

Hallo Michael,

Induktivität lebt von einer umspannten Fläche. Wenn die paralleleln Streifen immer abwechselnd hin und Rückleitung sind, dann hat das einen ähnlichen Effekt, wie eine verdrillte Leitung, da die einzelnen Feldkomponenten in jeweils entgegengesetzter Richtung liegen und sich dadurch aufheben können. Ergo, es wird hier kein bzw weniger Magnetfeld aufgebaut, Ergo weniger Induktivität.

Marte

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Marte Schwarz

Sie sind/waren zu Zeiten 2lagiger Boards industrieüblich:

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Allerdings habe ich sie in Johnson "High-Speed Digital Design ..." nichtmehr gefunden, wohl weils bei dem seinen Taktraten nichtmehr tut.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Michael Rübig schrieb:

Hab keine parat. Ist aber gängige Praxis, und lässt sich messtechnisch belegen.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Mit FastHenry kann die Induktivitaet berechnet werden.

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oder
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Chris

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Chris Jones

Hallo Chris,

In solch haarigen Anwendungen sollte man die Induktivitaet zusaetzlich mit einem Grid-Dip Meter oder sonstwie messen. Ausserdem koennte Michael die Verwendung von verlustbehafteten Ferriten erwaegen. In Snubber Networks muss ja meist HF Energie soweit wie moeglich verpulvert und nicht irgendwohin reflektiert werden.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
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Joerg

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