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Forum: Platinen Layout entwerfen - Ströme bis 100A


Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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Hallo Leute

Ich bin auf der Suche nach jemanden der mir einen Layout für eine 
Platine erstellen kann.

Die Größe der Platine soll 45 x 30 mm betragen.

Die Schaltung besteht im wesentlichen aus MOSFET Brücken
Hierbei werden 12 Stück SiR438DP (PowerPak SO-8) verwendet.
De weiteren werden sollen noch 2 Pads für die Zuleitung und 3 Pads für 
die Ausgänge Platz finden.

Die Platine soll Ströme bis zu 100A aushalten.
Ich selbst habe leider keine Erfahrung mit dem Entwurf von Platinen mit 
solch hohen Strömen.

Deßhalb suche ich jemanden der sich das zutraut.
Honorar nach Absprache.

Hoffe es findet sich jemand oder vielleicht kennt jemand ein Unternehmen 
die Layout anfertigen.

Liebe Grüße

Autor: Di Pi (drpepper) Benutzerseite
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es kommt immer darauf an, wie lange diese ströme fließen.
Erst daraus lässt sich abschätzen, welche energie in den leitungen zu 
wärme wird.

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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Di Pi schrieb:
> es kommt immer darauf an, wie lange diese ströme fließen.
> Erst daraus lässt sich abschätzen, welche energie in den leitungen zu
> wärme wird.

Der angegebene Strom von 100A sollte schon 15 Minuten konstant möglich 
sein.

Autor: Michael (Gast)
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>welche energie in den leitungen zu
>wärme wird.

Öhm...jede Energie in der Leitung wird in Wärme umgewandelt ;)

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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Michael schrieb:
>>welche energie in den leitungen zu
>>wärme wird.
>
> Öhm...jede Energie in der Leitung wird in Wärme umgewandelt ;)

Ja die liebe Physik macht einem immer wieder einen Strich durch die 
Rechnung ;)
Ist schon eine Herausforderung ... Aber möglich sollte es sein

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Manuel Geishauser schrieb:
> Die Schaltung besteht im wesentlichen aus MOSFET Brücken
> Hierbei werden 12 Stück SiR438DP (PowerPak SO-8) verwendet.

Hallo,

dazu müsste man auch den Bestücker hinzuziehen, die PowerPaks zu löten 
ist nicht trivial und auch nicht das Layout dazu, Zitat:

Rework Conditions: manual soldering with a soldering iron is not 
recommended for leadless components.

Ausserdem reicht der Platz nicht für Leiterbahnen ausreichender Breite, 
daher müssen Sondertechnologien eingesetzt werden, z.B. Leiterplatten 
mit Dick-Kupfer, was mit dem LP-Lieferanten abzusprechen ist. Insgesamt 
ist die Problematik massiv unterschätzt. Eine professionelle Entwicklung 
ist zweifellos möglich, aber für privat nicht lohnend.

Gruss Reinhard

Autor: Andreas A. (elw-2)
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Zu Not machst du es wie die PC-Netzteil Hersteller. du lötest noch 
zusätzlich ein Stück Kupferdraht auf die Leiterbahnen die ja schon 
ordentlich dich wären, sagen wir mal 6mm², aber das ist auch nicht die 
feine Englische Art.

Also hat einer eine Bessere Idee??

Autor: Di Pi (drpepper) Benutzerseite
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Michael schrieb:
>>welche energie in den leitungen zu
>>wärme wird.
>
> Öhm...jede Energie in der Leitung wird in Wärme umgewandelt ;)

Falsch. bei 10V und 100A aus der Quelle fließen pro Sekunde 100 Joule 
durch die Leitung. Wenn 0,1V an der Leitung abfallen wird die Leitung 
pro sekunde mit 10 Joule Wärmeenergie belastet. Die restlichen 990 Joule 
bleiben im FET und in der Senke.

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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Die Platine soll in Serie gehen also alles andere als Privat.
Das es mit üblichen Platinen nicht mehr geht ist mir klar.

Autor: Di Pi (drpepper) Benutzerseite
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insgesamt natürlich 1000 Joule pro sekunde.

Autor: Michael (Gast)
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>Falsch. bei 10V und 100A aus der Quelle fließen pro Sekunde 100 Joule
>durch die Leitung. Wenn 0,1V an der Leitung abfallen wird die Leitung
>pro sekunde mit 10 Joule Wärmeenergie belastet. Die restlichen 990 Joule
>bleiben im FET und in der Senke.

Gehe zurück zu den Grundlagen der Elektrotechnik. Und dann schaust du 
dir das noch mal genau an. Als Tipp nenne ich dir mal den Poynting 
Vector. Jede Energie, die in der Leitung transportiert wird trägt zu den 
Verlusten bei und nur Energie, die außerhalb des Leiters transportiert 
wird, kann beim Verbraucher auch umgesetzt werden.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Manuel Geishauser (manuelg)

>Die Größe der Platine soll 45 x 30 mm betragen.

>Die Schaltung besteht im wesentlichen aus MOSFET Brücken
>Hierbei werden 12 Stück SiR438DP (PowerPak SO-8) verwendet.
>De weiteren werden sollen noch 2 Pads für die Zuleitung und 3 Pads für
>die Ausgänge Platz finden.

>Die Platine soll Ströme bis zu 100A aushalten.
>Ich selbst habe leider keine Erfahrung mit dem Entwurf von Platinen mit
>solch hohen Strömen.

Und wie kommst du dann auf die Festlegung der Platinenmasse und der 
Bauteile?

Zu deinem MOSFET finde ich auf die Schnelle kein Datenblatt.
Wie sollen die MOSFETS verschaltet werden? Als drei H-Brücken? Oder drei 
Halb-Brücken?

Ich tippe mal auf letzeres. Macht 2 MOSFETs pro Schiene und Zweig. 
Dreiphasige Motorsteuerung (BLDC?).

Wenn wir mal ganz grob die 100A auf die drei Phasen aufteilen, macht das 
33A/Phase bzw 16,5A/MOSFET. So ein thermisch aufgebohrtes SO-8 kann 
maximal 2,5W abführen, bei der Packungsdichte wahrscheinlich eher 
weniger. Rechnen wir mal mit 1,5W.

P = I^2 *R

-> R = 5,5 mOhm.

Und das im SO-8 Gehäuse? Sportlich.

Ich würde eher auf DPAK oder D2PAk orientieren. Die sind für sowas 
deutlich besser geigent.

Alles in allem sollte man solche Anfragen SOLIDE stellen. Stichwort 
Lastenheft. Denn hunderte Rückfragen führen nur zum Zerreden des Themas 
und lassen nicht wenig Zweifel an deiner Kompetenz aufkommen.

MfG
Falk

Autor: ... (Gast)
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Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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Falk Brunner schrieb:
> @  Manuel Geishauser (manuelg)
>
>>Die Größe der Platine soll 45 x 30 mm betragen.
>
>>Die Schaltung besteht im wesentlichen aus MOSFET Brücken
>>Hierbei werden 12 Stück SiR438DP (PowerPak SO-8) verwendet.
>>De weiteren werden sollen noch 2 Pads für die Zuleitung und 3 Pads für
>>die Ausgänge Platz finden.
>
>>Die Platine soll Ströme bis zu 100A aushalten.
>>Ich selbst habe leider keine Erfahrung mit dem Entwurf von Platinen mit
>>solch hohen Strömen.
>
> Und wie kommst du dann auf die Festlegung der Platinenmasse und der
> Bauteile?
>
> Zu deinem MOSFET finde ich auf die Schnelle kein Datenblatt.
> Wie sollen die MOSFETS verschaltet werden? Als drei H-Brücken? Oder drei
> Halb-Brücken?
>
> Ich tippe mal auf letzeres. Macht 2 MOSFETs pro Schiene und Zweig.
> Dreiphasige Motorsteuerung (BLDC?).
>
> Wenn wir mal ganz grob die 100A auf die drei Phasen aufteilen, macht das
> 33A/Phase bzw 16,5A/MOSFET. So ein thermisch aufgebohrtes SO-8 kann
> maximal 2,5W abführen, bei der Packungsdichte wahrscheinlich eher
> weniger. Rechnen wir mal mit 1,5W.
>
> P = I^2 *R
>
> -> R = 5,5 mOhm.
>
> Und das im SO-8 Gehäuse? Sportlich.
>
> Ich würde eher auf DPAK oder D2PAk orientieren. Die sind für sowas
> deutlich besser geigent.
>
> Alles in allem sollte man solche Anfragen SOLIDE stellen. Stichwort
> Lastenheft. Denn hunderte Rückfragen führen nur zum Zerreden des Themas
> und lassen nicht wenig Zweifel an deiner Kompetenz aufkommen.
>
> MfG
> Falk

Hallo Falk

Danke für deinen hilfreichen Beitrag.
Die Platine darf nicht grösser sein das diese sonst nicht ins Gehäuse 
passt.
Den Mosfet habe ich Aufgrund des geringen Ron, und der der kleinen 
Eingangskapazität gewählt. Damit wollte ich kurze Schaltzeiten und 
geringe Verluste erreichen.

Datenblatt gibts hier:
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/27...

Ja es sind drei Halbbrücken mit jeweils 2 FETs pararell - richtig 
erkannt.

Du meisnt also das der ausgewählte FET die Verlustleistung nicht 
abführen kann ?

Autor: ... (Gast)
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Manuel Geishauser schrieb:
> De weiteren werden sollen noch 2 Pads für die Zuleitung und 3 Pads für
> die Ausgänge Platz finden.

Und worüber werden die Gates angesteuert?

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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Die Anschlüsse sollen mit Stiftleiste herausgeführt werden.

Autor: ... (Gast)
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also auch dafür noch Pads?

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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... schrieb:
> also auch dafür noch Pads?

ja die sollten auch noch irgendwie ihren Platz finden

Autor: ... (Gast)
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Manuel Geishauser schrieb:
> Datenblatt gibts hier:
> http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/27...

Beim Hersteller gibt es wesentlich ausführlichere Informationen:
http://www.vishay.com/mosfets/list/product-69029/

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Manuel Geishauser (manuelg)

>Den Mosfet habe ich Aufgrund des geringen Ron, und der der kleinen
>Eingangskapazität gewählt. Damit wollte ich kurze Schaltzeiten und
>geringe Verluste erreichen.

Hmm. Da braucht man aber auch einen kräftigen MOSFET-Treiber. 
Idealerweise NAH an den MOSFETs.

>Du meisnt also das der ausgewählte FET die Verlustleistung nicht
>abführen kann ?

Kann er, hat ja bei 10V am Gate nur 1,8 mOhm. Imposant!

Aber das ist alle kein 0815 Design. Möglicherweise muss man ein wenig 
passiv kühlen, z.B. durch isoliertes Anpressen an das Metallgehäuese 
etc. Alles in allem sollte man diese Platine im Zusammenspiel mit dem 
Gesamtgerät entwickeln.

MFG
Falk

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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Falk Brunner schrieb:
> @  Manuel Geishauser (manuelg)
>
>>Den Mosfet habe ich Aufgrund des geringen Ron, und der der kleinen
>>Eingangskapazität gewählt. Damit wollte ich kurze Schaltzeiten und
>>geringe Verluste erreichen.
>
> Hmm. Da braucht man aber auch einen kräftigen MOSFET-Treiber.
> Idealerweise NAH an den MOSFETs.
>
>>Du meisnt also das der ausgewählte FET die Verlustleistung nicht
>>abführen kann ?
>
> Kann er, hat ja bei 10V am Gate nur 1,8 mOhm. Imposant!
>
> Aber das ist alle kein 0815 Design. Möglicherweise muss man ein wenig
> passiv kühlen, z.B. durch isoliertes Anpressen an das Metallgehäuese
> etc. Alles in allem sollte man diese Platine im Zusammenspiel mit dem
> Gesamtgerät entwickeln.
>
> MFG
> Falk

Die Platine zur steuerung steht schon. und darauf befinden sich auch die 
FET Treiber die ausreichend Strom für schnelles schalten bei 12 Volt 
liefern.
Die Steuerplatine soll mit stiftleisten an das Leitungsboard 
angeschlossen werden. Die treiber befinden sich direkt an den Kontakten 
- denke das ist nahe genug.

Die FETS werden in ein Kühlkörper U-Profil mit Wärmeleitkleber verklebt. 
Also keine große hexerei.

Falk, falls du dir zutraust mich dabei zu unterstützten melde dich kurz 
bei mir

Autor: Holger S. (strabe)
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die Stärke des Kupfers beträgt ~35um, bei einer Ausdehnung über die 
längste Seite der Platine (45mm) ergibt sich ein Querschnitt von max. 
~1,5mm2.
Ich halte 100A für ~15min. ohne massive Querschittserhöhung für nicht 
machbar. Gruß Strabe

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Manuel Geishauser (manuelg)

>Die Steuerplatine soll mit stiftleisten an das Leitungsboard
>angeschlossen werden. Die treiber befinden sich direkt an den Kontakten
>- denke das ist nahe genug.

Passt.

>Die FETS werden in ein Kühlkörper U-Profil mit Wärmeleitkleber verklebt.
>Also keine große hexerei.

Aber relativ sinnlos. Von oben über das Platikgehäuse bekommt man nicht 
viel Wärme weg. Die Dinger haben wie DPAK ein grosses Masse/Drain Pad, 
dort spielt die Musik. Ich würde drüber nachdenken, die Platine mit 1,0 
oder gar nur 0,5mm Dicke zu machen, ist ja nicht allzugross. Dann kann 
man die direkt über ein Isolierpad auf eine Metallschiene pressen.

>Falk, falls du dir zutraust mich dabei zu unterstützten melde dich kurz
>bei mir

Hmmm, der grosse Hochstromexperte bin ich nicht. Ich beschränke mich mal 
auf die Mitarbeit hier obline.

MFG
Falk

Autor: ... (Gast)
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es gibt Leiterplatten mit Alu-Kern.

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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Also so ganz ist mir das nicht klar wie du das Mit Isolierpad und 
Metallschiene meinst. Du hast natürlich recht dass der größere Anteil an 
Wäre über die Pads abgeleitet wird.
Aber ich dachte eben dass es reicht wenn man die Plastikgehäuse in ein 
ALU Profil verklebt.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Manuel Geishauser (manuelg)

>Aber ich dachte eben dass es reicht wenn man die Plastikgehäuse in ein
>ALU Profil verklebt.

Es KANN reichen. Ob das wirklich so ist muss man nachmessen. Aus den 
oben abgeschätzen Verlustleistungen könnte es passen.

MfG
Falk

Autor: Tim H. (hotty) Benutzerseite
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Wie siehts einfach mit einer 8-lagen Platine und 105µm Kupfer pro lage 
aus? und dann macht man z.b. 4 Lagen nur für Vcc ...

Autor: LM317 (Gast)
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>Die Steuerplatine soll mit stiftleisten an das Leitungsboard
>angeschlossen werden. Die treiber befinden sich direkt an den Kontakten
>- denke das ist nahe genug.

Bist du sicher? Da kommen schon ein paar nH zusammen wenn der Treiber 
nicht direkt an den Gates ist. Dies führt dann zu mehr Verlusten im FET.

Wie schnell schaltest du den FET?

LM317

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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> Wie schnell schaltest du den FET?


Die maximale Schaltfrequenz liegt bei 16 kHz

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Manuel Geishauser (manuelg)

>> Wie schnell schaltest du den FET?

>Die maximale Schaltfrequenz liegt bei 16 kHz

Die Frequenz ist zweitrangig, entscheiden ist die Anstiegszeit. 100ns 
oder eher 300ns?

MfG
Falk

Autor: pq (Gast)
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vielleicht wär das ja auch noch eine Alternative:
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir...
ähnliche Daten. aber 0.5mR ideal und sehr gute thermische und 
elektrische Anbindung.

Autor: pq (Gast)
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achja ... bei geschalteten 100A gibt es noch ein weiteres Problem, dass 
hier noch nicht angesprochen wurde: Die parasitären Induktivitäten 
(schon wenige mm Leiterbahn) verursachen bei so hohen und schnell 
geschalteten Stömen Spannungspitzen, die die Gateansteuerung erheblich 
stören können.

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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pq schrieb:
> vielleicht wär das ja auch noch eine Alternative:
> http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir...
> ähnliche Daten. aber 0.5mR ideal und sehr gute thermische und
> elektrische Anbindung.

Ist zwar etwas größer aber könnte sich noch ausgehn. Bezüglich 
Wärmemanagement wären diese natürlich besser

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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pq schrieb:
> achja ... bei geschalteten 100A gibt es noch ein weiteres Problem, dass
> hier noch nicht angesprochen wurde: Die parasitären Induktivitäten
> (schon wenige mm Leiterbahn) verursachen bei so hohen und schnell
> geschalteten Stömen Spannungspitzen, die die Gateansteuerung erheblich
> stören können.

Dieser Effekt war mir beim Schaltungsentwurf nicht bekannt.
Abhilfe ?

Autor: G4st (Gast)
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Manuel Geishauser schrieb:
> pq schrieb:
>> achja ... bei geschalteten 100A gibt es noch ein weiteres Problem, dass
>> hier noch nicht angesprochen wurde: Die parasitären Induktivitäten
>> (schon wenige mm Leiterbahn) verursachen bei so hohen und schnell
>> geschalteten Stömen Spannungspitzen, die die Gateansteuerung erheblich
>> stören können.
>
> Dieser Effekt war mir beim Schaltungsentwurf nicht bekannt.
> Abhilfe ?

Kurze Leiterbahnen / Kabel

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> ... Ich würde drüber nachdenken, die Platine mit 1,0
> oder gar nur 0,5mm Dicke zu machen, ist ja nicht allzugross. Dann kann
> man die direkt über ein Isolierpad auf eine Metallschiene pressen.

Metallschiene?? für eine Drehstrombrücke? Dann kann man ja gleich 
handverdrahten. Wir haben vor Jahren für Siemens Leiterplatten mit 200 µ 
Cu entwickelt, um gerade dieses Schienenwirrwar abzulösen, weil es viel 
zu teuer war. Der Vorschlag wäre ein technischer Rückschritt um 2-3 
Jahrzehnte.

Generell: die Anschlusstechnik ist auch noch nicht ausreichend 
definiert. Bei Multilayern ist sowieso die Frage zu klären, ob Vias die 
hohen Ströme aushalten, bei allen mir bekannten LP werden die Anschlüsse 
direkt auf das 200 µ Kupfer aufgelötet oder geschraubt, die 
Dick-Cu-Flächen befinden sich also aussen und werden daher auch besser 
gekühlt. Der Anschluss eines 50 A Kabels muss auch gut ausgetestet sein, 
damit das jahrzehntelang hält.

Es zeigt sich immer mehr, dass es sich keineswegs um ein kleines Layout 
handelt, das jeder für einen Kasten Bier aus dem Ärmel schüttelt, 
sondern um noch bevorstehende (!) echte Entwicklungsarbeit. Hier wird 
das mit wenigen Ausnahmen bloss zerredet, wahrscheinlich kommt am Ende 
eine Lochrasterplatine mit aufgelötetem Cu-Draht raus. Da wendet sich 
der Fachmann mit Grausen.

Gruss Reinhard

Autor: Michael M. (Gast)
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Reinhard Kern schrieb:
> Falk Brunner schrieb:
>> ... Ich würde drüber nachdenken, die Platine mit 1,0
>> oder gar nur 0,5mm Dicke zu machen, ist ja nicht allzugross. Dann kann
>> man die direkt über ein Isolierpad auf eine Metallschiene pressen.
>
> Metallschiene??
er meinte zum kühlen...

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Michael M. (ad-rem)

>> Metallschiene??
>er meinte zum kühlen...

Genau.

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> @  Michael M. (ad-rem)
>
>>> Metallschiene??
>>er meinte zum kühlen...
>
> Genau.

Na, meinetwegen; aus dem Datenblatt geht eigentlich hervor, dass Kühlen 
nicht das Problem ist. Zumindest nicht das Kühlen der MOSFETs...

Gruss Reinhard

Autor: minipilot (Gast)
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Hallo Manuel,

haben vor kurzem ein ähnliches Problem in der Firma bearbeitet. Wir sind 
darauf übergegangen ein sechs Lagen-Layout mit jeweils 120µ Kupfer zu 
wählen. Als Mos-Fets sind allerdings welche im D-Pack2 Gehäuse 
eingesetzt worden. Als Anschluss und Abgang wurden die Power-Anschlüsse 
in  Einpresstechnik von Würth verwendet. Alles wurde mit genügend Via 
miteinander verbunden (genügend um die Fets vorsehen, da dort der ganze 
Strom auf die oberste Lage muss, um über die Fets zu gelangen)

Gruß

Autor: Di Pi (drpepper) Benutzerseite
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Michael schrieb:
>>Falsch. bei 10V und 100A aus der Quelle fließen pro Sekunde 1000 Joule
>>durch die Leitung. Wenn 0,1V an der Leitung abfallen wird die Leitung
>>pro sekunde mit 10 Joule Wärmeenergie belastet. Die restlichen 990 Joule
>>bleiben im FET und in der Senke.
>
> Gehe zurück zu den Grundlagen der Elektrotechnik. Und dann schaust du
> dir das noch mal genau an. Als Tipp nenne ich dir mal den Poynting
> Vector. Jede Energie, die in der Leitung transportiert wird trägt zu den
> Verlusten bei und nur Energie, die außerhalb des Leiters transportiert
> wird, kann beim Verbraucher auch umgesetzt werden.

Ich schlage vor, dass du dir nochmal den Poynting'schen Satz anschaust 
(besonders die Herleitung des Leistungsverlusts im ohmschen Widerstand).
Daraus lässt sich für Gleichstrom leicht die von mir angeführte 
Anschauung ableiten, die für den betrachteten Fall durch seine hohe 
Anwendbarkeit bei erhaltener Richtigkeit besticht.

Autor: Di Pi (drpepper) Benutzerseite
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On Topic:
Welche Spannungen wird die Schaltung eigentlich sehen?
High-side oder Low-side?

Autor: asdfg (Gast)
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Ich würde mich bei so einem Projekt mit einer entsprechenden Firma 
zusammensetzten (z.B. http://www.amstechnology.de). Die Machen dann vom 
Lyout bis zum Prototypen und danach wenn nötig auch die Serie.
Vorteil dabei ist, dass solche Firmen genau wissen, was danach auch 
Produziert werden kann und was nicht, ...

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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minipilot schrieb:
> Hallo Manuel,
>
> haben vor kurzem ein ähnliches Problem in der Firma bearbeitet. Wir sind
> darauf übergegangen ein sechs Lagen-Layout mit jeweils 120µ Kupfer zu
> wählen. Als Mos-Fets sind allerdings welche im D-Pack2 Gehäuse
> eingesetzt worden. Als Anschluss und Abgang wurden die Power-Anschlüsse
> in  Einpresstechnik von Würth verwendet. Alles wurde mit genügend Via
> miteinander verbunden (genügend um die Fets vorsehen, da dort der ganze
> Strom auf die oberste Lage muss, um über die Fets zu gelangen)
>
> Gruß

Darf ich fragen welche Strom hier vorhanden waren ? Wie groß war die 
Leiterplatte ungefähr ?
Ich denke auch das 6 oder 8 Lagen reichen könnten.

Über die angesprochenen Leiterplatten mit ALU-kern habe ich auch bereits 
nachgedacht aber bin nicht wirklich schlauer geworden

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Manuel Geishauser schrieb:

> Über die angesprochenen Leiterplatten mit ALU-kern habe ich auch bereits
> nachgedacht aber bin nicht wirklich schlauer geworden

Hallo,

Alu ist barer Unsinn - es leitet viel schlechter als Kupfer (müsste also 
entsprechend dicker werden) und die Anschlusstechnik ist auch alles 
andere als einfach, nix mit Löten. I.A. wird ein Alukern zum Kühlen 
verwendet und ist nicht in einzelne Leitungen strukturiert. Naja, wie 
schon gesagt, wird nur noch zerredet.

@asdfg:
> Ich würde mich bei so einem Projekt mit einer entsprechenden Firma
> zusammensetzten (z.B. http://www.amstechnology.de). Die Machen dann vom
> Lyout bis zum Prototypen und danach wenn nötig auch die Serie.

Ich kenne die Fa. nicht und gehe mal davon aus, dass man dort gut 
bedient wird - aber ich glaube nicht, dass die das für ein paar hundert 
Euro machen. Oder hast du entsprechnede Erfahrungen?

Gruss Reinhard

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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>
>> Über die angesprochenen Leiterplatten mit ALU-kern habe ich auch bereits
>> nachgedacht aber bin nicht wirklich schlauer geworden
>
> Hallo,
>
> Alu ist barer Unsinn - es leitet viel schlechter als Kupfer (müsste also
> entsprechend dicker werden) und die Anschlusstechnik ist auch alles
> andere als einfach, nix mit Löten. I.A. wird ein Alukern zum Kühlen
> verwendet und ist nicht in einzelne Leitungen strukturiert. Naja, wie
> schon gesagt, wird nur noch zerredet.
>
> Gruss Reinhard

Es ist zwar nicht richtig zielführend dass das Thema zerredet wird, aber 
es lernt ja auch jeder etwas dabei. Und das ist ja der Sinn und Zweck 
eines Forums.

Also nochmal:
Mir ist klar das dies keine 0815 Platine wird die man mal schnell in der 
Mittagspause macht.
Falls sich jemand der Herausforderung gewachsen fühlt oder Fragen hat 
darf er mich gerne kontaktieren oder hier posten.

Autor: J. K. (psoc)
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Hallo,
so wie ich das sehe, werden 45x30mm nicht reichen. Ich habe mal kurz 
geschaut, was Kabel gemeinhin an Strom vertragen. Bei 100A scheinen 
50mm² genau richtig zu sein. Ich fürchte, für so ein dickes Kabel muss 
man erstmal eine Klemme finden, die auf die veranschlagte Fläche von 
45x30mm passt. Lötpads wären mir da echt zu gefährlich. Man überlage 
mal, was passiert, wenn tatsächlich 100A fliessen, die Lötung 
verflüssigt sich und das Kabel gerät ganz woanders hin, wo es nicht hin 
soll (VDE sagt, dass Kabel, die angelötet werden sollen, sich auch beim 
thermischen entlöten nicht bewegen dürfen)...

Das kleinere Problem wäre die Platine. Kann ich machen, würde ich 
tatsächlich mit Aluminiumkern machen, und Dickkupfer 140um oder 200um. 
Gekühlt werden kann das Teil dann von beiden Seiten (trotz dem Wunsch, 
es auf die Steuerplatine aufstecken zu wollen). Lagenwechsel würde ich 
mir echt verkneifen; 100A von einer Seite einer Platine auf die andere 
zu bringen, ist echt schwierig.

Es gibt noch andere DirectFETs, die auch die veranschlagten 100A 
schaffen würden. IRF7739l2PBF wäre eine Alternative. Das Teil kostet 
zwar 2 EUR pro Stück, würde aber das Layout vereinfachen. Es ist nicht 
so einfach, ein Layout für parallelisierte MOSFETs zu entwerfen, bei dem 
sich dann auch tatsächlich die Ströme gleichmässig aufteilen.

Alles in allem würde ich erstmal sagen, das wird nichts so, und Ihr 
müsst so um die 2.000 EUR für die Erstellung des Layouts anlegen. 
Platinen mit Alukern würden dann so um die 300 EUR kosten. Bestückung 
nochmal ca. 300 EUR. Den Test dürft Ihr dann selber machen; aber vorher 
nochmal die Versicherungen überprüfen, ob alle Beiträge bezahlt wurden 
:-) .

PSoC.

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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J. K. schrieb:
> Hallo,
> so wie ich das sehe, werden 45x30mm nicht reichen. Ich habe mal kurz
> geschaut, was Kabel gemeinhin an Strom vertragen. Bei 100A scheinen
> 50mm² genau richtig zu sein. Ich fürchte, für so ein dickes Kabel muss
> man erstmal eine Klemme finden, die auf die veranschlagte Fläche von
> 45x30mm passt. Lötpads wären mir da echt zu gefährlich. Man überlage
> mal, was passiert, wenn tatsächlich 100A fliessen, die Lötung
> verflüssigt sich und das Kabel gerät ganz woanders hin, wo es nicht hin
> soll (VDE sagt, dass Kabel, die angelötet werden sollen, sich auch beim
> thermischen entlöten nicht bewegen dürfen)...

Es werden 4mm2 an die Pads gelötet. Die Länge der Kabel betragen max 15 
cm.
Da sind die 100A kein Problem und eine 6x6 Pad auf der Unterseite würde 
da ausreichen.

> Das kleinere Problem wäre die Platine. Kann ich machen, würde ich
> tatsächlich mit Aluminiumkern machen, und Dickkupfer 140um oder 200um.
> Gekühlt werden kann das Teil dann von beiden Seiten (trotz dem Wunsch,
> es auf die Steuerplatine aufstecken zu wollen). Lagenwechsel würde ich
> mir echt verkneifen; 100A von einer Seite einer Platine auf die andere
> zu bringen, ist echt schwierig.


Wir sind für alle Lösungsvorschlagen offen solange diese auch 
realisierbar sind

> Es gibt noch andere DirectFETs, die auch die veranschlagten 100A
> schaffen würden. IRF7739l2PBF wäre eine Alternative. Das Teil kostet
> zwar 2 EUR pro Stück, würde aber das Layout vereinfachen.

Falls das Deisgn mit anderen FETs vereinfacht wird können wir genrne 
darüber sprechen.

> Es ist nicht
> so einfach, ein Layout für parallelisierte MOSFETs zu entwerfen, bei dem
> sich dann auch tatsächlich die Ströme gleichmässig aufteilen.
>
> Alles in allem würde ich erstmal sagen, das wird nichts so, und Ihr
> müsst so um die 2.000 EUR für die Erstellung des Layouts anlegen.
> Platinen mit Alukern würden dann so um die 300 EUR kosten. Bestückung
> nochmal ca. 300 EUR. Den Test dürft Ihr dann selber machen; aber vorher
> nochmal die Versicherungen überprüfen, ob alle Beiträge bezahlt wurden
> :-) .

Wenn die spätere Serienproduktion der ALU Leiterplatte die Kosten von 10 
Euro übersteigt(>200 Stück) fällt diese Option leider fläch.

Autor: Gastgeist (Gast)
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Manuel Geishauser schrieb:
> Ich bin auf der Suche nach jemanden der mir einen Layout für eine
> Platine erstellen kann.

Dann wäre es mal nötig einen Stromlaufplan zu posten.

Manuel Geishauser schrieb:
> Die Größe der Platine soll 45 x 30 mm betragen.

Dann wäre es mal nötig eine Maßzeichnung zu posten, die zeigt, wo z.B. 
Befestigungslöcher sitzen sollen, wo Ein- und Ausgangs-Pads sitzen 
sollen, wo die Stiftleiste für die Ansteuerung sitzen soll.

Manuel Geishauser schrieb:
> Die Schaltung besteht im wesentlichen aus MOSFET Brücken
> Hierbei werden 12 Stück SiR438DP (PowerPak SO-8) verwendet.

Parallelschalten von MOS-FETs ist ungefähr so, als wenn du LEDs parallel 
schaltest.
Aber hier fischen wir im Trüben, da kein Stromlaufplan vorhanden.

Manuel Geishauser schrieb:
> Die Platine soll Ströme bis zu 100A aushalten.

Ziemlich allgemeine Aussage. Sollen in jedem Brückenzweig 100A fließen 
können?

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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Gastgeist schrieb:
> Manuel Geishauser schrieb:
>> Ich bin auf der Suche nach jemanden der mir einen Layout für eine
>> Platine erstellen kann.
>
> Dann wäre es mal nötig einen Stromlaufplan zu posten.
>
> Manuel Geishauser schrieb:
>> Die Größe der Platine soll 45 x 30 mm betragen.
>

Es geht in erster linie mal darum einen Lösungsweg zu finden wie der 
Strom auf der Leiterplatte verteilt werden kann.
Die Schaltung is relativ simpel - 3 Halbbrücken - jeweils 2 FET parallel

> Dann wäre es mal nötig eine Maßzeichnung zu posten, die zeigt, wo z.B.
> Befestigungslöcher sitzen sollen, wo Ein- und Ausgangs-Pads sitzen
> sollen, wo die Stiftleiste für die Ansteuerung sitzen soll.
>

Die Position der Pads is erstmal nebensächlich denk ich.

> Manuel Geishauser schrieb:
>> Die Schaltung besteht im wesentlichen aus MOSFET Brücken
>> Hierbei werden 12 Stück SiR438DP (PowerPak SO-8) verwendet.
>
> Parallelschalten von MOS-FETs ist ungefähr so, als wenn du LEDs parallel
> schaltest.
> Aber hier fischen wir im Trüben, da kein Stromlaufplan vorhanden.

Beim parallelschalten  der FETs sehe ich keine Schwierigkeiten.

> Manuel Geishauser schrieb:
>> Die Platine soll Ströme bis zu 100A aushalten.
>
> Ziemlich allgemeine Aussage. Sollen in jedem Brückenzweig 100A fließen
> können?

100A ist der Gesamtstrom durch die Brücke

Autor: Tim H. (hotty) Benutzerseite
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Also ich hab mir da mal Gedanken gemacht.

Man kann einfach 8 Lagen nehmen mit je 105µm Kupfer dann diesen 
Lagenaufbau:
Gate-Leitungen
Source
Source
Source
Source
Drain
Drain
Drain
Dann muss man halt noch genug DKs reinhauen

Dann sollte das ganze schon möglich sein auch unter 10€

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Gastgeist schrieb:
> Parallelschalten von MOS-FETs ist ungefähr so, als wenn du LEDs parallel
> schaltest.
> Aber hier fischen wir im Trüben, da kein Stromlaufplan vorhanden.

Das stimmt nicht, soweit ich weiß. Das gilt nur für Bipolare 
pn-Transistoren.
Ein Mosfet hat einen positiven Temperaturkoeffizient und benötigt 
deswegen keinen Emitterwiderstand bei Parallelschaltung.
Zumindest bei Mosfets des gleichen Typs (also ähnlichen Kennwerten).

Das findet man übrigens bei Modellbau Brushless Stellern öfters so, dass 
eine ganze Reihe von SO8 Transistoren parallel hängen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Simon K. (simon) Benutzerseite

>> Parallelschalten von MOS-FETs ist ungefähr so, als wenn du LEDs parallel
>> schaltest.

>Das stimmt nicht, soweit ich weiß. Das gilt nur für Bipolare
>pn-Transistoren.
>Ein Mosfet hat einen positiven Temperaturkoeffizient und benötigt
>deswegen keinen Emitterwiderstand bei Parallelschaltung.
>Zumindest bei Mosfets des gleichen Typs (also ähnlichen Kennwerten).

Das stimmt, aber nur im Schaltbetrieb. Im Linearbetrieb ist der Tk der 
Threshold voltage negativ, hier muss auch wieder mit Sourcewiderständen 
symetriert werden, sogar mit deutlich gröseren als bei Bipolaren 
Transistoren!
Dazu gabs schon mehrere lange Diskussionen.

MfG
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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@J. K. (psoc)

>geschaut, was Kabel gemeinhin an Strom vertragen. Bei 100A scheinen
>50mm² genau richtig zu sein.

Naa, man kann doch schon mit deutlich mehr als 2A/mm^2 rangehen, wenn 
man etwas kühlen kann. Selbst normale Netzkabel pumpen 16A durch 
1,5mm^2, sprich ~10A/mm^2.

>Das kleinere Problem wäre die Platine. Kann ich machen, würde ich
>tatsächlich mit Aluminiumkern machen,

Naja, die Frage sollte erst dann gestellt werden, wenn eine halbwegs 
gescheite Leistungsbilanz steht.

Wenn es denn wirklich 12 MOSFETs a 1,5W werden, sind das 18W, ganz 
ordentlich für die Fläche. Aber das kann man noch mit normalen Mitteln 
abführen, ohne Alukern.

> und Dickkupfer 140um oder 200um.

Klingt gut, würde ich auch machen.

>Gekühlt werden kann das Teil dann von beiden Seiten (trotz dem Wunsch,

Muss das sein?

>es auf die Steuerplatine aufstecken zu wollen). Lagenwechsel würde ich
>mir echt verkneifen; 100A von einer Seite einer Platine auf die andere
>zu bringen, ist echt schwierig.

Sehe ich auch so. Die Vias kosten mehr Platz als sie nützen.
So ein MOSFET im Power SO-8 hat 6x5mm, macht 30mm^2, macht 360mm^2 nur 
für die FETs. ich würde mal mindestens die gleiche Fläche für 
Zwischenräume und Leitungen verbuchen, macht 720mm^2. Die Platine hat 
aber nur 45x30=1350mm^2. Bleibt noch ein wenig für Montagebohrungen und 
Anschlussklemmen. Wird eng.

>zwar 2 EUR pro Stück, würde aber das Layout vereinfachen.

jepp. wobei der vorgeschlagene Typ das auch allein pro Zweig schafft, 
1,8mOhm sind schon arg wenig. Da hat ja das Kupfer rundherum fast mehr 
Widerstand ;-) 1,8 mOhm bei 30A verbraten gerade mal 1,6W. Passt.

> Es ist nicht
>so einfach, ein Layout für parallelisierte MOSFETs zu entwerfen, bei dem
>sich dann auch tatsächlich die Ströme gleichmässig aufteilen.

Im Schaltbetrieb geht das schon.

>Alles in allem würde ich erstmal sagen, das wird nichts so, und Ihr
>müsst so um die 2.000 EUR für die Erstellung des Layouts anlegen.

Das Layout an sich ist erst der zweite Schritt. Vorher muss man mal 
rechnen und denken.

>Platinen mit Alukern würden dann so um die 300 EUR kosten.

Braucht man wahrscheinlich nicht.

MFG
Falk

Autor: Thorsten W. (thorstenw)
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Hallo Manuel,

auch wenn die bisherigen Meinungen eher in Richtung "geht nicht" gehen, 
habe ich mir erlaubt mal einen Schaltpan und eine Platine zu stricken. 
Ich hoffe, Du hast nicht vor die 100 A dauerhaft durch das Teil zu 
jagen. Das Datenblatt sagt ziemlich deutlich, dass es sich nur um 
Pulsströme handeln darf!

Den strom auf mehr innere Lagen zu verteilen ist natürlich eine gute 
Idee. Das Design ergibt sich analog. Da man aber nicht beliebig viel 
Platz für die Vias in die inneren Lagen hat, wäre ich das skeptisch ob 
man mit dem vorhanden Platz genügen Strom in die anderen Lagen weg 
bekommt. Ich würde eher darüber nachdenken die Leitungen so kurz wie 
möglich zu machen.

Du sprachest von einer Halbbrücke, deswegen habe ich mir erlaubt für die 
High-Side P-Mosfets vom Typ Si7137DP vorzusehen.

Wie sich zeigt, ist die Anordnung der Einzelteile auch ziemlich nahe 
liegend. Viel mehr Platinenfläche in Stromrichtung sehe ich bei den 
vorgegebenen Maßen auch nicht. Je nachdem, was Dein Bestücker dazu sagt, 
sollte man eventuell die Isolationsflächen um die Pads noch wegnehmen.

Wenn Du mehr als zwei Lagen nehmen möchtest, würde ich die 
Gate-Leitungen in die Mitte verbannen, dann wird das Layout der 
Außenseiten sehr symmetrisch und Deine Platinenfläche ist direkt 
proportional zum möglichen Strom.

Achtung, die Pads sind frisch gezeichnet, ob die Gates miteinander 
verbunden werden dürfen, ergibt sich aus der Ansteuerung, die GS 
Spannung darf nicht zu groß sein!

Ich weiß nicht, wie dick Deine Kabel sind, deswegen habe ich einige 
Lötpads mehr vorgesehen, so dass "nur" 25 A pro Kabel zu erwarten sind.

Viel Spaß beim ausprobieren! Wenn es Dir weiter geholfen hat, kannst Du 
mich kontaktieren, was der Entwurf Dir wert ist.

Grüße,
  Thorsten

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Thorsten Wilmer (thorstenw)

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Man kann's auch überteiben mit der Sparsamkeit. Die Layout sind nicht 
sonderbar gut erkennbar. Mindestens die doppelte Auflösung wäre 
angebracht, siehe Bildformate

>Ich hoffe, Du hast nicht vor die 100 A dauerhaft durch das Teil zu
>jagen. Das Datenblatt sagt ziemlich deutlich, dass es sich nur um
>Pulsströme handeln darf!

Pro Zweig 30A, das schafft der MOSFET, erst recht wenn zwei parallel 
liegen.

>Du sprachest von einer Halbbrücke, deswegen habe ich mir erlaubt für die
>High-Side P-Mosfets vom Typ Si7137DP vorzusehen.

Man kann Halb-Brücken auch rein mit N-Kanal bauen.

MfG
Falk


MfG
Falk

Autor: Thorsten W. (thorstenw)
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Falk Brunner schrieb:

> Man kann's auch überteiben mit der Sparsamkeit. Die Layout sind nicht
> sonderbar gut erkennbar. Mindestens die doppelte Auflösung wäre
> angebracht, siehe Bildformate
>
sorry, habe ich tatsächlich nicht gelesen. Der Sinn ist für die 
Nicht-Eagle-User ein Bild zu haben, das man grob erkennen kann. Das 
wesentliche kann ich erkennen. 150 dpi reichen meiner Meinung nach voll 
aus -- die Platine wird ja auch nicht  größer als auf dem Bildschirm ;-)

"Layouts sind manchmal in 300dpi sinnvoll." Warum ist das dann nicht 
default?

>>Ich hoffe, Du hast nicht vor die 100 A dauerhaft durch das Teil zu
>>jagen. Das Datenblatt sagt ziemlich deutlich, dass es sich nur um
>>Pulsströme handeln darf!
>
> Pro Zweig 30A, das schafft der MOSFET, erst recht wenn zwei parallel
> liegen.

Das habe ich so nicht verstanden. Ich bin pro Phase von 100 A 
ausgegangen, so dass 100A pro D-S Strecke fließen, ein Schaltplan wäre 
echt nett.


>
>>Du sprachest von einer Halbbrücke, deswegen habe ich mir erlaubt für die
>>High-Side P-Mosfets vom Typ Si7137DP vorzusehen.
>
> Man kann Halb-Brücken auch rein mit N-Kanal bauen.
>

Ich finde die Steuerung der Gate-Spanung dann aber ziemlich kompliziert, 
wenn man den optimalen Bereich treffen möchte. Insbesondere dann, wenn 
man nur eine Versorgungsspannung hat. Außerdem wird über der Last eine 
variable Spannung abfallen. Und ich habe noch nie gesehen, wie das 
jemand macht...

Auch hier wäre ein kompletter Schaltplan nett, wie nennt man dann so 
eine Schaltung?



Grüße,
  Thorsten

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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Hier mal der gewünschte Schaltplan
Die rechten pads - hohe ströme
Die linken pads - kleine ströme

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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>>>Ich hoffe, Du hast nicht vor die 100 A dauerhaft durch das Teil zu
>>>jagen. Das Datenblatt sagt ziemlich deutlich, dass es sich nur um
>>>Pulsströme handeln darf!

Ja die 100A sollten dauerhaft möglich sein. Die Schaltung mit den 
verwendeten FETs ermöglicht dies auch

>> Pro Zweig 30A, das schafft der MOSFET, erst recht wenn zwei parallel
>> liegen.
>
> Das habe ich so nicht verstanden. Ich bin pro Phase von 100 A
> ausgegangen, so dass 100A pro D-S Strecke fließen, ein Schaltplan wäre
> echt nett.
>

> Ich finde die Steuerung der Gate-Spanung dann aber ziemlich kompliziert,
> wenn man den optimalen Bereich treffen möchte. Insbesondere dann, wenn
> man nur eine Versorgungsspannung hat. Außerdem wird über der Last eine
> variable Spannung abfallen. Und ich habe noch nie gesehen, wie das
> jemand macht...

Es machen so gut wie alle Hersteller dieser Brücken so
Angetrieben werden die FETs von 3 IR2103 - befindet sich aber auf einem 
anderen board

> Auch hier wäre ein kompletter Schaltplan nett, wie nennt man dann so
> eine Schaltung?

Ist der Leistungsteil für die Steuerung von Bürstenlosen Motoren

Autor: Thorsten W. (thorstenw)
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Hallo Michael,

ich glaube der Mittelpunkt der Ausgänge der Linken MOSFETs z.B. Q5 und 
Q6 wollen  auch an den Ausgang ;-)

Ich habe mir erlaubt nun alle 12 Mosfets und auch nur N-Mosfets auf der 
Platine unter zu bringen.

Wenn Du die Steuereingänge nicht alle beisammen haben möchtest, könnte 
man auch die vorhandenen Vias durch einzelne Anschlussstifte der Gates 
ersetzen, dadurch könnte man auch etwas Breite für die Strom führenden 
Leitungen gewinnen.

Ohne zusätzliche Lagen glaube ich kaum, dass man wesentlich  breitere 
Verbindungen hin bekommen könnte. Da Du es mit 100 A pro Strang 
tatsächlich ernst meinst, wäre ich gespannt ob es tatsächlich eine 
Platine gibt, die Deine geforderten Maße  hat und mit 100A belastbar 
ist, da es ja nur kurze Stücke sind, die recht dünn sind, würde ich es 
je nach Material Kosten auf einen Versuch ankommen lassen.

Je nachdem wie Deine Kabel heran geführt werden, wäre es auch sicher 
sinnvoll die Anschlüsse noch weiter zusammen zu schieben.



Grüße,
  Thorsten

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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Thorsten Wilmer schrieb:
> Hallo Michael,
>
> ich glaube der Mittelpunkt der Ausgänge der Linken MOSFETs z.B. Q5 und
> Q6 wollen  auch an den Ausgang ;-)

Sorry mein Fehler - hab eine alte Version erwischt. Jetzt sollte es aber 
passen.

> Ich habe mir erlaubt nun alle 12 Mosfets und auch nur N-Mosfets auf der
> Platine unter zu bringen.
>
> Wenn Du die Steuereingänge nicht alle beisammen haben möchtest, könnte
> man auch die vorhandenen Vias durch einzelne Anschlussstifte der Gates
> ersetzen, dadurch könnte man auch etwas Breite für die Strom führenden
> Leitungen gewinnen.
>
> Ohne zusätzliche Lagen glaube ich kaum, dass man wesentlich  breitere
> Verbindungen hin bekommen könnte. Da Du es mit 100 A pro Strang
> tatsächlich ernst meinst, wäre ich gespannt ob es tatsächlich eine
> Platine gibt, die Deine geforderten Maße  hat und mit 100A belastbar
> ist, da es ja nur kurze Stücke sind, die recht dünn sind, würde ich es
> je nach Material Kosten auf einen Versuch ankommen lassen.

Eine vergleichbare Platine gibt es. Nur eben leider nicht von mir :)
>
> Je nachdem wie Deine Kabel heran geführt werden, wäre es auch sicher
> sinnvoll die Anschlüsse noch weiter zusammen zu schieben.
>
>
>
> Grüße,
>   Thorsten

Autor: Sabler (Gast)
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Hi,

ich habe schon einmal solch eine "Starkstrom" Schaltung  im 
Kundenauftrag entwickelt.

MTBF < 100h (vom Kunden vorgegeben und auch in der Praxis bestätigt mit 
ca 125h)

8 Lagen Multilayer FR4 mit 70µ außen und innen 6x 140µ Cu.
Kontakte waren einpress Hochstromkontakte von Wuerth...

Ich musste mit wirklich jeder Instanz reden um das Ding wie gewünscht 
durchzuführen. z.B.muss der Strom gerade auf die Kontakte geführt 
werden...
der Leiterplattenlieferant hat so seine Schwächen mit dem massiven 
Kupfer.
Der Bestücker hatte Probleme mit Delaminierungen der Leiterplatte und 
der Einpresskontackte,...

Probleme über Probleme

Also es ist machbar, aber der Aufwand ist enorm!!!

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Thorsten Wilmer (thorstenw)

>"Layouts sind manchmal in 300dpi sinnvoll." Warum ist das dann nicht
>default?

Weil die Welt ungerecht ist.

>> Man kann Halb-Brücken auch rein mit N-Kanal bauen.

>Ich finde die Steuerung der Gate-Spanung dann aber ziemlich kompliziert,
>wenn man den optimalen Bereich treffen möchte.

Nicht wirklich.

> Insbesondere dann, wenn
>man nur eine Versorgungsspannung hat. Außerdem wird über der Last eine
>variable Spannung abfallen. Und ich habe noch nie gesehen, wie das
>jemand macht...

Dann hast du nicht viel gesehen.

>Auch hier wäre ein kompletter Schaltplan nett, wie nennt man dann so
>eine Schaltung?

Google Bootstrap

>Ohne zusätzliche Lagen glaube ich kaum, dass man wesentlich  breitere
>Verbindungen hin bekommen könnte. Da Du es mit 100 A pro Strang
>tatsächlich ernst meinst,

100A Gesamt, 30A pro Phase!

MfG
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Sabler (Gast)

>ich habe schon einmal solch eine "Starkstrom" Schaltung  im
>Kundenauftrag entwickelt.

>MTBF < 100h (vom Kunden vorgegeben und auch in der Praxis bestätigt mit
>ca 125h)

Ist das nicht ein wenig kurz?

>8 Lagen Multilayer FR4 mit 70µ außen und innen 6x 140µ Cu.
>Kontakte waren einpress Hochstromkontakte von Wuerth...

Hmmm.

>Probleme über Probleme

Warum dann nicht einfach klassiche Kupferverbindungen, aka Stanzgitter?
Sowas würde ich nur dann auf eine Platine zaubern, wenn die Technologie 
behrrscht wird.
Auf Krampf das durchpressen bringt wenig.

MFG
Falk

Autor: axelr. (Gast)
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Tach und hallo;)

Freilaufdioden, Abblockkondensatoren usw. fehlt alles im Stromlaufplan?
BTW:
100A für 15Minuten sind irgentwie 400Ah.
Die 100A, welche in diesem Fall wohl im Datenblatt des Brushlessreglers 
angegeben werden, dürften genauso behandelt werden, wie die Aussagen der 
Konkurenz. Also ist ein Festhalten an 15Minütigen Dauerfeuer mit 100A 
wohl völliger nonsens (nur meine Meinung)eben je nach Innenwiderstand 
des Akkupacks. Schön Löthülsen rechte Seite in die Platine einlöten, in 
die dann die 3x6mm² Motorzuleitung eingelötet wird.
Auf der anderen Seite genauso für die Betriebsspannungszuführung.
Mittig links davon Platz lassen für die Abblock-Elkos.

Einfach mal ansehen, wie die anderen das bauen bei deren "100A" 
Reglern...

NOCHWAS: die 25V U_DS der Fets sind zu gering. Die Spannungsspitzen - 
hervorgerufen durch die parasitären Induktivitäten, den fehlenden 
Freilaufdioden und den fehlenden Abblock-Cs lassen die Fets sterben. (So 
war es bei mir zumindest) Du kannst auf die Freilaufdioden verzichten, 
wenn Du die Fets zu dieser Zeit an lässt (Nur dann und nur in dieser 
Zeit!). Musst aber die elektrische Energie aufnehmen - etweder im Akku 
oder in Rippelfesten Elkos.

Achja - ich habe sowas schon mal gebaut und ohja - mir ist schon das 
eine oder andere Leistungsteil abgebrannt.

1xRennboot und 1xInWheelMotor im linken Inlineskate.

Sonst baue ich ja die ganz kleinen Sachen mit z.B. 3x FDMA1032CZ in der 
Endstufe;))

Viele Grüße
Axelr.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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axelr. schrieb:
> Tach und hallo;)
>
> Freilaufdioden, Abblockkondensatoren usw. fehlt alles im Stromlaufplan?
> BTW:
> 100A für 15Minuten sind irgentwie 400Ah.
Hehe, FAST richtig.
400Ah sind 100A bei 4h. Weil 4h * 100A = 400Ah
100A für 15 Minuten sind 100A * 1/4h = 25Ah
Aber wofür soll die Rechnung gut sein?

> NOCHWAS: die 25V U_DS der Fets sind zu gering. Die Spannungsspitzen -
> hervorgerufen durch die parasitären Induktivitäten, den fehlenden
> Freilaufdioden und den fehlenden Abblock-Cs lassen die Fets sterben. (So
> war es bei mir zumindest) Du kannst auf die Freilaufdioden verzichten,
> wenn Du die Fets zu dieser Zeit an lässt (Nur dann und nur in dieser
> Zeit!). Musst aber die elektrische Energie aufnehmen - etweder im Akku
> oder in Rippelfesten Elkos.

Die Freilaufdioden sollte man nie weglassen. Alternativ benutzt man 
synchronous Rectifying AKA aktiver Freilauf, sodass die 
Brückentransistoren die Dioden "ersetzen". An MOSFET Gates (bzw. an die 
Spannungsschiene wo die MOSFET Gates dran hängen) sollten aber eine 
Überspannungsschutzdioden bekommen (Suppressordioden ala P6KE oder 
sowas).

> Achja - ich habe sowas schon mal gebaut und ohja - mir ist schon das
> eine oder andere Leistungsteil abgebrannt.

Kommt vor :D

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Hallo Simon,
hast natürlich Recht, sind "nur" 25Ah ;)
> Aber wofür soll die Rechnung gut sein?
Ich wollte auf die Akkukapazität hinweisen und hatte wohl die 15Minuten 
auf eine Stunden hochrechnen wollen, Quatsch - ok, einsehentu.

Gibt es denn Akkus, welche 100A für 15Minuten bereitstellen können? Also 
ich meine in der Größe, das es noch Sinn macht, diese im Modell zu 
verbauen. (Bestimmt, oder nich?)

Oder wird "wiedermal" ein GoKart befeuert? Dann sähe die Sache wieder 
etwas anders aus. Dann hätte man allerdings auch mehr Platz als 45 x 
30mm.

Gruß
Axelr.

Autor: dtm (Gast)
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zwei parallele autobatterien möglicherweise.
aber bei den strömen ist parallelschalten von batterien so ne sache, 
wegen abweichungen in den lastkennlinien.

Autor: avion23 (Gast)
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A123 Akkus sind ganz gut für so etwas geeignet.

Autor: plut (Gast)
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Technologiehinweise für Hochstromleiterplatten in Alternativen
zu Dickkupfer, Stanzgitter oder breiten Leiterbahnen vorhanden.

Autor: ... (Gast)
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plut schrieb:
> Technologiehinweise für Hochstromleiterplatten in Alternativen
> zu Dickkupfer, Stanzgitter oder breiten Leiterbahnen vorhanden.

Und was soll uns das jetzt sagen?

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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kauf Dir zB. den Pulso DLU100A von Horizon. Der kann angebl. 100A und 
kostet keine 50Euro. Den baust Du auseinander und siehst Dir an, was die 
da drinn gemacht haben.
ebay 230409883353

Autor: A. R. (redegle)
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Die Endstufe macht laut Hersteller 60A

http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/Drag...

Das währe ein Standartbauplan eines Brushlessreglers.
http://freenet-homepage.de/dg1sua/roxxy/ROXXY730A.pdf

Aber wirklich verlassen würde ich mich auf die Angaben nicht.

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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> NOCHWAS: die 25V U_DS der Fets sind zu gering. Die Spannungsspitzen -
> hervorgerufen durch die parasitären Induktivitäten, den fehlenden
> Freilaufdioden und den fehlenden Abblock-Cs lassen die Fets sterben. (So
> war es bei mir zumindest) Du kannst auf die Freilaufdioden verzichten,
> wenn Du die Fets zu dieser Zeit an lässt (Nur dann und nur in dieser
> Zeit!). Musst aber die elektrische Energie aufnehmen - etweder im Akku
> oder in Rippelfesten Elkos.
>

Der Abblock-Elkos sind am Schaltplatn nicht eingezeichnet - werden aber 
auf der Platine dann mit den Akkupads verlötet.
Sind die Spannungsspitzen wirklich ein Problem für den FET ?
Muss der FET wirklich für die höchste Spannungsspitze dimensioniert 
werden ?
Sind die Freilaufdioden wirklich erforderlich ?

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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A. R. schrieb:
> Die Endstufe macht laut Hersteller 60A
>
> http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/Drag...
>
> Das währe ein Standartbauplan eines Brushlessreglers.
> http://freenet-homepage.de/dg1sua/roxxy/ROXXY730A.pdf
>
> Aber wirklich verlassen würde ich mich auf die Angaben nicht.

Auch bei diesem Regler sehe ich keine Freilaufdioden

Autor: Manuel Geishauser (manuelg)
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Axel Rühl schrieb:
> kauf Dir zB. den Pulso DLU100A von Horizon. Der kann angebl. 100A und
> kostet keine 50Euro. Den baust Du auseinander und siehst Dir an, was die
> da drinn gemacht haben.
> ebay 230409883353

Das diese Regler nicht wirklich durch Zuverlässigkeit glänzen ist 
bekannt.
So etwas dann noch nachbauen - wohl nicht die beste Idee

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Manuel Geishauser schrieb:
> Das diese Regler nicht wirklich durch Zuverlässigkeit glänzen ist
> bekannt.
> So etwas dann noch nachbauen - wohl nicht die beste Idee

Man kann natürlich so etwas mit Strombegrenzung, Dump-Schutz und 
Temperaturschutz fast unzerstörbar bauen, aber die Anwender wollen das 
ja garnicht. Und schon überhaupt nicht wollen sie was für 
Zuverlässigkeit mehr bezahlen.

Gruss Reinhard

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Manuel Geishauser schrieb:
> Das diese Regler nicht wirklich durch Zuverlässigkeit glänzen ist
> bekannt.

war mir nicht bekannt, sry. Dann natürlich Finger weg davon!

Autor: johannesA (Gast)
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Hallo Harr Geishauser,
Ihre Projekt ist vermutlich "schon gegessen". Trotzdem erlaube ich mir 
einen Kommentar zu Ihren 100 A.

Wie warm die Leiterbahn oder die Leiterplatte wird, hängt immer von den 
'Umständen' ab, d.h. wie groß ist die LP, was ist sonst noch an Cu in 
der Umgebung des heißen Leiters, gibts noch andere Wärmequellen etc. Es 
bringt nichts, sich nur auf die Verlustleistung zu versteifen und mit 
Watts auf der einer bekannten Platte und Watts auf einer anderen Platte 
per Dreisatz  eine Temperatur vorherzusagen.

Wenn Sie wirklich wissen wollen wie stark ein Strom heizt, dann gibts 
natürlich das Experiment und die Simulation. Ich heb in den letzten 
Jahren eine Software (genannt TRM) entwickelt, die die Kopplung von T 
und I auf Multilayer-Leiterplatten ziemlich performant berechnet. Ich 
mache auch Dienstleistungen damit. Vielleicht kommt ja mal wieder ein 
Hochstromprojekt auf Sie zu.

Grüsse
J Adam

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Und nur zur Dokumentation der Link: http://www.adam-research.de

Autor: Christian B. (luckyfu)
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Was die Leiterplatte angeht: frag mal bei der Firma Häusermann in 
Österreich an.Die können dir sicher helfen.Außerdem sind die Platinen 
recht günstig.

Autor: Ingo (Gast)
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Nur mal so am Rande, ich habe für einen 15kW 3 Phasen Buck/Boost 
Converter 12mm breite, doppellagige und 210u starke Leiterbahnen 
verwendet. Da wahren dann so 150A Dauerstrom möglich... Ich kann mir 
kaum vorstellen das die bisher gezeigten Layouts 100A Dauerstrom führen 
könnten ohne zu überhitzen...


Ingo

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Ingo (Gast)

>Converter 12mm breite, doppellagige und 210u starke Leiterbahnen
>verwendet. Da wahren dann so 150A Dauerstrom möglich...

Hmmm, über 4,8mm^2 jagst du 150A? Macht satte 31A/mm^2 oder 0,84 W/cm 
Leistungslännge. Das wird schon ordentlich warm.

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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Aber das Verhältnis von Oberfläche zu Querschnitt ist günstiger, als 
beispielsweise in Rundleitern.

Autor: Ingo L. (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Hmmm, über 4,8mm^2 jagst du 150A? Macht satte 31A/mm^2 oder 0,84 W/cm
> Leistungslännge. Das wird schon ordentlich warm.

Ich komme auf 2*12mm * 0,21mm = 5mm². Aber egal. Oder lass es 15mm breit 
gewesen sein, dann sinds 6,3mm². Hat aber gepasst, natürlich wurde die 
LP auch warm dabei. Die 150A waren allerdings nicht dauerhaft, sondern 
eher so max eine Minute...


Ingo

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