Hallo liebes Forum,
ich hab nun das gesammte Wochenende versucht zu meinem Schaltplan ein
Layout zu erstellen. Irgendwie schaffe ich es aber nicht ohne gefühlt
eine Millionen Durchkontaktierungen. Hab auch schonmal mit Autorouter
probiert aber das wird auch nichts :( Wollt alles aufn Bottomlayer legen
:(
Hat wer vielleicht ein paar Tipps?
Im Anhang mein Schaltplan.
Viele Grüße
Drumy
Mike N. schrieb:> Hat wer vielleicht ein paar Tipps?
Fang zuerst mit den dicken Bauelementen sammt Kühlkörper
,Ausgangsklemmen und Shunt an. Achtung, beim Shunt als 4-Leitermessung
routen. Auch die Spannungsversorgung wie hoch ist die Spannung? Wie hoch
soll der Motorstrom sein? Damit hast du schonmal den meisten Platz auf
der Platine verbraten.
Platinenausmaße fest vorgegeben oder frei wählbar?
Danach platzierst du die Treibergeschichten an den
Endstufentransistoren. Natürlich nur dort hin wo sie gebraucht werden.
Also direkt an den Endstufen. Bis dahin sollten noch keine oder nur
wenige Brücken gebraucht werden.
Alles was zum Controller geht, kann jetzt was schwieriger sein, da jetzt
viele Leitungen kreuz und quer gehen. Eventuell Pinne tauschen bevor man
eine Durchkontaktierung benutzt.
Unterseite der Leiterplatte ein Polygon setzen für GND. Alle GND
Verbindung per via verlegen. Damit sind schonmal alle GND Verbindungen
weg. Kurze Verbindungen zuerst routen. Dann die immer länger werdenden
Verbindungen.
Wenn du mal grob alles geroutet hast, kannst du ein Bild hier posten
damit man dann weiter helfen kann. Ich selber benutze kein Eagle sondern
geda und kann daher nichts machen.
Hab genauso angefangen..erstmal die dicken sachen aber dann wird es
einfach scheisse..Platinengröße ist eigentlich egal muss die dann noch
bestellen..Motorströme bis 10A Spannung Lipo 4s (~17.8V)..hier mal mein
Ansatz.. egal wie ich die anderen bauteile legen kriege ich ne riesen
masse an durchkontaktierungen..
Willst du denn nur eine einseitige Kupferlage haben?
Wie schon oben beschrieben, benutze die untere Kupferlage für GND und
verlege die meisten anderen Sachen auf die obere Lage. Deinen Messhunt
sehe ich gerade nicht auf dem Layout. Bei dem wirst du besondere
Leitungsverlegung beachten müssen. (4-Leiter).Dann solltest du dir
überlegen, bei den langen + Leitungen zu den Transistoren vielleicht
noch ein paar Elkos und Keramikcs spendieren.
Ich hatte Ursprünglich geplannt alles auf Lochraster zu machen..das wird
mir aber mit den ganzen Leitungen zuviel weshalb ich mir eine Platine
ätzen lassen wollt..ich würde die Leitungslängen bei den FETs auch gern
kleiner halten aber irgendwie krieg ich das alles nicht wirklich so
hin..Ja das habe ich ja auch so gemacht..
Mit mehreren Kupferlagen weiss ich nicht wegen dem Preis..Brauch die
Platine halt 5 mal..
Was meinst du mit 4 Leiter?
Hier nochmal ein Screenshot und ne Aktualisierte .BRD
geht das dann auch noch von den Kosten?
wenn 2-Seitig dann auf eine den Leistungsteil und auf der anderen den
Steuerteil, VDD und GND auf eine Seite oder wie mach ich es am besten?
Mike N. schrieb:> BLDC_Layout.PNG
Die Bauform deiner Widerstände sieht arg klein aus. Hast du das Layout
mal 1:1 ausgedruckt und geprüft, ob deine Bauelemente passen.
So hochohmig wie die Ansteuerung der Low-Side FETs ist, könnte es sein,
dass die bei PWM-Betrieb Kühlung brauchen? Hast du das geprüft? Ggf.
könnte man die Ansteuerung deutlich niederohmiger machen. Für 10A fehlt
IMHO Leiterbahnbreite - hab jetzt nicht geguckt, wo die fließen
Warum nimmst du nicht SMD Bauelemente? Insbesondere den 74hc08 als SO14
und den µC als TQFP. Das spart Platz auf der Platine, weil nicht überall
beide Seiten durch Löcher blockiert sind. Dann kommst du mit der halben
Platinengröße aus.
> Mit mehreren Kupferlagen weiss ich nicht wegen dem Preis..
2-lagig kostet oft kaum mehr, als 1-lagig.
> Was meinst du mit 4 Leiter?
Getrennte Leitungsführung für den Strom und für die Messung des
Spannungsabfalls.
https://de.wikipedia.org/wiki/Vierleitermessung#Grundlagen
Wolfgang schrieb:> Die Bauform deiner Widerstände sieht arg klein aus. Hast du das Layout> mal 1:1 ausgedruckt und geprüft, ob deine Bauelemente passen.
werde ich definitiv testen wenn ich fertig bin..habe aber normale
Kohleschicht Widerstände E24 sollte also eigentlich passen..
Wolfgang schrieb:> Warum nimmst du nicht SMD Bauelemente?
Wollte ja erst alles auf Lochraster machen daher hab ich die Bauteile
nicht in SMD bestellt.
Wolfgang schrieb:> Getrennte Leitungsführung für den Strom und für die Messung des> Spannungsabfalls.
Achso :D ja hab ich..
Wolfgang schrieb:> So hochohmig wie die Ansteuerung der Low-Side FETs ist, könnte es sein,> dass die bei PWM-Betrieb Kühlung brauchen? Hast du das geprüft?
werde ich dann nachm ersten Prototyp testen
Wolfgang schrieb:> Für 10A fehlt> IMHO Leiterbahnbreite - hab jetzt nicht geguckt, wo die fließen
da wo die Fließen sind 2mm sollte bei 70er Kupfer passen ansonsten
verdoppel ich noch wenn es 35er viel günstiger ist
Wolfgang schrieb:> Ggf.> könnte man die Ansteuerung deutlich niederohmiger machen.
620 Ohm sind doch nicht hochohmig? der GS Widerstand ist zum Abfluss
der Ladung damit die nicht zu heiß werden..
Greg schrieb:> Mike N. schrieb:>> Was meinst du mit 4 Leiter?>> Hier ist eine schöne Erklärung dazu:> https://de.wikipedia.org/wiki/Vierleitermessung
Stand irgendwie aufn Schlauch.
> Die Leistungstransistoren hast du so plaziert, dass man keinen> Kühlkörper montieren kann. Ist das Richtig? Bei soviel Strom ist es> wichtig genau das zu beachten. Ausserdem muß das Ganze irgendwie> montierbar sein. Bei dir sind die Montageflächen mal links, mal rechts.> Da du ja schriebst, die Leiterplattenmaße sind egal, so setze die> Transistoren in eine Reihe. So kann dann der Kühlkörper montiert werden.> Natürlich den auf Abstandsbolzen, damit man darunter Leiterbahnen> verlegen kann. Etwa so einen oder mehrere:> http://www.fischerelektronik.de/web_fischer/de_DE/...> oder> http://www.fischerelektronik.de/web_fischer/de_DE/...> Berechne zuerst die erforderliche Kühlleistung und such dir einen aus.> Alleine damit bist du schon viel beschäftigt.
okay werde ich mich dann auch noch drüber gedanken machen nur die frage
ist ob einer wirklich nötig ist? es werden ja nicht dauerhaft 10A rüber
geschickt das ist nur in der spitze so..
Mike N. schrieb:> da wo die Fließen sind 2mm sollte bei 70er Kupfer passen
70µ Cu ist meist deutlich teurer als 35µ.
Bei 70µ, 2mm Breite und 10A dürfte das auf eine Temperaturerhöhung von
bestimmt 30K hinauslaufen.
Mike N. schrieb:> es werden ja nicht dauerhaft 10A rüber geschickt das ist nur in der> spitze so..
Die maximale Verlustleistung entsteht, wenn viel Strom fließt, der per
PWM auf etwas unter 100% Duty Cycle reduziert ist.
Mike N. schrieb:> 620 Ohm sind doch nicht hochohmig?
Gegenüber 100 Ohm bedeutet das immerhin fast einen Faktor 6 bei den
Umschaltverlusten. Normalerweise bemüht man sich, den FET so schnell wie
möglich durch den linearen Bereich zu fahren. Einen Strom von 10A mit
dem IRF540 mit nur 5V U_GS zu schalten, scheint mir sowieso arg knapp,
insbesondere wenn der FET etwas warm wird.
Wolfgang schrieb:> insbesondere wenn der FET etwas warm wird.
p.s Das kannst du streichen, bei höherer Temperatur braucht er natürlich
etwas weniger U_GS.
Wolfgang schrieb:> Die maximale Verlustleistung entsteht, wenn viel Strom fließt, der per> PWM auf etwas unter 100% Duty Cycle reduziert ist.
ja und das ist nicht der hauptbetriebspunkt der schaltung
Wolfgang schrieb:> 70µ Cu ist meist deutlich teurer als 35µ.> Bei 70µ, 2mm Breite und 10A dürfte das auf eine Temperaturerhöhung von> bestimmt 30K hinauslaufen.
dann wird es 4mm bei 35µ die erwärmung ist okay ist wie gesagt ja kein
dauerhafter zustand..
aber nochmal zurück zum double layer..
wie setzt ich denn da am besten an?
> aber nochmal zurück zum double layer..> wie setzt ich denn da am besten an?
Platziere die Bauteile auf deiner Platine unter Berücksichtung von:
* EVA-Prinzip, Eingang > Verarbeitung > Ausgang
Steuer- und Leistungsteil auf TOP
Massefläche über die komplette Platine auf BOTTOM
* Energiefluss anschauen, Bauteile entsprechend platzieren und layouten
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler
* möglichst kurze Leiterbahnwege layouten
* siehe Befestigungsbohrungen vor
Wie hoch ist die Frequenz mit der die Transistoren angesteuert werden?
(PWM).
5V für Ugs ist schon sehr knapp für den IRF540. Würde ich auch nicht
machen.
Es gibt viele Treiberics extra für sowas. Ok, falls die PWM mal eben
1khz hat, könnte man darauf verzichten und auch die recht hochohmigen
Gatewiderstände so belassen. Kühlkörper wirst du sehr wahrscheinlich
schon brauchen Je mehr PWMfrequenz, um so heißer werden die Dinger. Das
sind die Ein und Ausschaltverluste. Nicht zu vergessen die interne
Freilaufdiode wird auch warm.
Greg schrieb:> Wie hoch ist die Frequenz mit der die Transistoren angesteuert werden?> (PWM).
19,4 -19,5 Khz
Greg schrieb:> Es gibt viele Treiberics extra für sowas.
Von denen mir schon welche in Rauch aufgegangen sind daher der neue
Ansatz
über eigene fet ansteuerungen..
Layouter schrieb:> Mike N. schrieb:>>> Getrennte Leitungsführung für den Strom und für die Messung des>>> Spannungsabfalls.>>>> Achso :D ja hab ich..>> Das ist gelogen.
hab ich?
Alex W. schrieb:> ich bin mir nicht sicher, aber gibts nicht fertige> BLDC-Schaltungen als> Eagle zum runterladen? Incl. fertigem Routing?
bestimmt aber wo ist dann der Spaß? dann kann ich mir auch nen fertigen
BLDC Regler kaufen...
Mit 20khz sehe ich etwas schwarz mit deiner Treiberschaltung.
Vorschlag:
Sieh dir das mal an:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM
Insbesondere den Abschnitt 2-Quadrantensteller mit Halbbrücken
Mosfettreiber
Solch eine ähnliche Treiberschaltung haben ich schon benutzt.42khz, 10A
eff. 48V. Funktioniert sehr gut.
Greg schrieb:> Mit 20khz sehe ich etwas schwarz mit deiner Treiberschaltung.> Vorschlag:> Sieh dir das mal an:> http://www.mikrocontroller.net/articles/Motoransteuerung_mit_PWM>> Insbesondere den Abschnitt 2-Quadrantensteller mit Halbbrücken> Mosfettreiber>> Solch eine ähnliche Treiberschaltung haben ich schon benutzt.42khz, 10A> eff. 48V. Funktioniert sehr gut.
hm okay sehe aber kein problem..
19.4KHz PWM mitm Mega8? Passt das? eher 3.4Khz oder so war doch da
machbar bei 8Bit.
Ok -- ich habe jetzt schon ne ganze Weile nichts mehr mit den Dingern
gemacht. Einen schnellen PWM Mode wirds sicher geben. Sonst hätte man
die 19.x KHz nicht erwähnt...
Axel R. schrieb:> 19.4KHz PWM mitm Mega8? Passt das? eher 3.4Khz oder so war doch da> machbar bei 8Bit.> Ok -- ich habe jetzt schon ne ganze Weile nichts mehr mit den Dingern> gemacht. Einen schnellen PWM Mode wirds sicher geben. Sonst hätte man> die 19.x KHz nicht erwähnt...
ist kein Problem..du hast ja bei der pwm praktisch nur
vorteiler..erhöhst du die cpu freq erhöht sich die pwm freq.
BLDC.PNG
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