Hallo Forenfreunde, ich wollte mal eure Meinug zu einem Platinendesign erfahren. Ein Transistor IRF 2807 Z soll maximal 60A schalten. Er schafft in dem Gehäusedesign 89A Id. Spannung ist 24V. Jetzt frag ich euch ob das Platinenlayout den maximalstrom tragen kann, die Leiterbahn ist ja nur ein paar Millimeter lang und wird dann breiter. Die Leiterbahnen sind zweilagig und werden 75 oder 105µm Kupfer bekommen. Es werden keine hohen Einschaltfrequenzen sein, nur mal an und dann nach 2 Stunden aus. Der Fet wird einen Kühlkörper bekommen. Sollte man die Last eher über 2 Fets schalten? oder Reicht der eine? Über Antworten und Kommentare würde ich mich freuen auch wenns nur negative werden, dann kann mans nur besser machen. Grüße Christian
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Es gibt den Trick, dass man das mittlere Beinchen um ein paar Millimeter nach vorne zieht, dann kann man die Leiterbahn auch an diesem Pin breiter machen.
Chris tian schrieb: > Ein Transistor IRF 2807 Z soll maximal 60A schalten. Er schafft in dem > Gehäusedesign 89A Id. Das Gehäuse schafft maximal 75 A: >> Package limitation current is 75A. Der IRF2807Z schafft die 60 A niemals. Den Kühlkörper habe ich mit 5 K/W angenommen, der ist ganz grob 6 x 6 cm groß. RθJC RθCS Kühlk. @120°C (0,65 + 0,5 + 5 )K/W * (1,8 * 13mohm) * (60A ^ 2) = 520 K 40 °C + 520 K = 560 °C -> viel zu viel! ... schrieb: > Es gibt den Trick, dass man das mittlere Beinchen um ein paar Millimeter > nach vorne zieht, dann kann man die Leiterbahn auch an diesem Pin > breiter machen. Dann ist der Pin länger und dementsprechend die Verluste an ihm größer. Abgesehen davon, dass man dann nicht mehr maschinell fertigen kann.
Stimmt das mit der Fertigung hatte ich nicht berücksichtigt als geht das doch nicht mit abgesetzten Pin. Ok dann würd ich den IRF 3205 nehmen der kann @100°C 80 A. Oder was sollte man bei den Strömen nehmen?
Chris tian schrieb: > Ok dann würd ich den IRF 3205 nehmen der kann @100°C 80 A. > Oder was sollte man bei den Strömen nehmen? Die Musterrechnung oben kannst du problemlos übernehmen und damit ausrechnen ob, der Mosfet zu heiß wird. Falls du Fragen zu der Rechnung hast, melde dich einfach. Datenblatt: IRF3205
Alexander Schmidt schrieb: > Die Musterrechnung oben kannst du problemlos übernehmen Und kommst damit auf knapp 30W Verluste (statisch). Das Gehäuse ist laut Datenblatt für 50W geeignet, das sollte also gehen. Rechnen wir mal mit Max-Wert 175°C Sperrschichttemperatur aus dem DB (was man aber eigentlich nicht sollte) und 40° Umgebungstemperatur. Das ergibt 135K Temperaturgefälle. Davon bleiben am RthJC 0,75K/W*30W = 22K und am RthCS 0,5K/W*30W = 15K hängen. Der Kühlkörper darf also knapp 100K Temperaturgefälle bewältigen. Und damit muss dessen Rth kleiner als 3,3K/W (100K/30W) sein. Überaus bedenklich ist allerdings, dass dieser Kühlkörper dann an der heissesten Stelle 140° Berührtemperatur (40°C+100K) hat!!! Und Achtung: das waren jetzt die statischen Verluste. Wenn das Ding häufig geschaltet wird (PWM...) kommen noch die Umschaltverluste dazu. Die können durchaus auch in die selbe Leistungsregion kommen... Chris tian schrieb: > Oder was sollte man bei den Strömen nehmen? In den Modellbau-Brushlessreglern werden immer gleich mehrere Mosfets parallelgeschaltet...
Alexander Schmidt schrieb: > Dann ist der Pin länger und dementsprechend die Verluste an ihm größer. Dann rechne doch mal die "erhöhten" Verluste aus. Alexander Schmidt schrieb: > Abgesehen davon, dass man dann nicht mehr maschinell fertigen kann. Sorry, aber das stimmt nicht. Ich kenne viele Bauteile/Gehäuseformen bei denen die Beinchen vom Hersteller vorgebogen sind und die werden alle maschinell Bestückt.
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Lothar Miller schrieb: >> Die Musterrechnung oben kannst du problemlos übernehmen > Und kommst damit auf knapp 30W Verluste (statisch). bei 175°C sind es 18 mΩ und damit 64 Watt. ... schrieb: >> Dann ist der Pin länger und dementsprechend die Verluste an ihm größer. > Dann rechne doch mal die "erhöhten" Verluste aus. Ausrechnen werde ich es jetzt nicht. Aber ich habe ein Bild erstellt, mit dem man die Verluste abschätzen kann. Mit rot ist der Strom markiert, wobei die Dicke eines Beinchens etwa 0,4 mm ist, dafür ist es nicht so breit wie eine Leiterbahn. Auch ist die Länge größer. Insgesamt dürfte der Widerstand der Konstruktion mit verbogenen Beinchen höher sein. >> Abgesehen davon, dass man dann nicht mehr maschinell fertigen kann. > Sorry, aber das stimmt nicht. Ich kenne viele Bauteile/Gehäuseformen bei > denen die Beinchen vom Hersteller vorgebogen sind Wenn du die Bauteile mit "verbogenen" Beinchen direkt kaufen kannst, dann ist es kein Problem. Aber wenn man diesen Schritt selbst macht, dürfte das verbiegen von geraden Beinchen ein enormer Aufwand sein.
Alexander Schmidt schrieb: > Insgesamt dürfte der Widerstand der Konstruktion mit verbogenen Beinchen > höher sein. Ich habe es ausgerechnet für die 0,7mm x 0,5mm Pins (aus dem DB): da sind es bei angenommenen 3mm zusätzlicher Pinlänge gerade mal 0,2mOhm. > bei 175°C sind es 18 mΩ und damit 64 Watt. Kurz und gut: es geht nicht. Würde mich auch wundern, denn ich bekomme bei 20A schon Ärger mit der Wärme... ;-)
Ich seh schon ist ja sehr schwierig. Was würdet ihr mir denn raten wie mans am besten macht? Wenn es geht möglichst kostengünstig.
Lothar Miller schrieb: > Ich habe es ausgerechnet für die 0,7mm x 0,5mm Pins (aus dem DB): > da sind es bei angenommenen 3mm zusätzlicher Pinlänge gerade mal > 0,2mOhm. Also praktisch nichts. Allerdings hat man damit auch nichts gewonnen. Chris tian schrieb: > Was würdet ihr mir denn raten wie mans am besten macht? Wenn es geht > möglichst kostengünstig. Ein großes Gehäuse und mehrere MOSFETs parallelschalten. Hier gibt es eine MOSFET-Übersicht, wobei dort eher ältere Typen sind. Ganz unten auf dieser Seite sind ein paar Links zu Herstellern, dort kannst du auch mal suchen. Wie bringst du die 60 A denn auf die Platine, welche Steckverbinder hast du da gewählt?
die Steckverbinder neben dem FET sind solche: http://eshop.phoenixcontact.de/phoenix/treeViewClick.do;jsessionid=P8yL1CKs0RqWfFFXtPJps1Q5Z7F8LngYXfFjmhyn8swd2nRD1671!51025997?UID=852634923&parentUID=&reloadFrame=true Sollte eigentlich passen oder? Die werden mit 16²Kabel angefahren.
Alexander Schmidt schrieb: > Insgesamt dürfte der Widerstand der Konstruktion mit verbogenen Beinchen > > höher sein. Klar ist der höher, keine Frage. Aber um wieviel höher und ist das relevant? Die Pinne des IRF2807z sind lt. Datenblatt im Mittel 0,8 mm x 0,5 mm, also 0,4 mm² stark. Die zusätzlich Länge durch die Biegung beträgt max.3mm. D.h. der zusätzliche Widerstand beträgt 0,13 mOhm. Bei 60 A sind das gerade mal 0,5 W. Das wird den Kohl auch nicht fett machen. Alexander Schmidt schrieb: > Aber wenn man diesen Schritt selbst macht, > > dürfte das verbiegen von geraden Beinchen ein enormer Aufwand sein. Danach war nicht gefragt. Deine Behauptung lautete: Alexander Schmidt schrieb: > dass man dann nicht mehr maschinell fertigen kann. Und diese Aussage stimmt nicht.
Nimm einen FET im TO247 Gehäuse. so teuer wird der nun auch nicht sein.
Alexander Schmidt schrieb: > Allerdings hat man damit auch nichts gewonnen. Doch, eine bessere Anbindung an breitere Leiterbahnen.
... schrieb: > eine bessere Anbindung an breitere Leiterbahnen Die robustere Leiterbahn könnte auch bei der Reparatur sehr nützlich sein, da breitere Leiterzüge seltener abreißen. Andererseits sollte man auch auf mechanische Resonanzen achten, falls iregndwelche Erschütterungen oder Schwingungen möglich sein sollten.
oszi40 schrieb: > Die robustere Leiterbahn könnte auch bei der Reparatur sehr nützlich > sein, da breitere Leiterzüge seltener abreißen. Sie könnte aber auch schädlich sein, weil die Leiterbahnen durch zu guten Wärmetransport und damit zu kalten Lötstellen eher abgerissen werden... ;-)
Hatt denn jemadn einen screenshot oder ähnliches der zeigt wie solche Lasten geschaltet werden? Oder konkrete Vorschläge? Ein Vorschlag für ein anderes Gehäuse wurde ja schon genannt.
Chris tian schrieb: > Hatt denn jemadn einen screenshot oder ähnliches der zeigt wie solche > Lasten geschaltet werden? Google? Findet mit brushlessregler 60A layout einiges. Du mußt nur auf Bilder klicken, dann kommt z.B. das http://plischka.at/Regler.html
... schrieb: >> Insgesamt dürfte der Widerstand der Konstruktion mit verbogenen Beinchen >> höher sein. > Klar ist der höher, keine Frage. Das Ziel ist immer die Summe aller Widerstände gering zu halten. Und das ist mit deiner Methode nicht der Fall. Darüber hinaus verschieben sich die Verluste weg von der Leiterbahn zum Bauteil.
Alexander Schmidt schrieb: > Darüber hinaus verschieben sich > > die Verluste weg von der Leiterbahn zum Bauteil. Dann hab ich die Verluste aber lieber im Bauteil als auf der Leiterbahn. Das Bauteil kann ich kühlen und ggf. austauschen. Die Leiterbahn nicht.
Lothar Miller schrieb: > Chris tian schrieb: >> Hatt denn jemadn einen screenshot oder ähnliches der zeigt wie solche >> Lasten geschaltet werden? > Google? > Findet mit brushlessregler 60A layout einiges. Du mußt nur auf Bilder > klicken, dann kommt z.B. das http://plischka.at/Regler.html Naja diese Modellbauteile sind aber meist drauf ausgelegt im LUFTSTROM von dem Propeller angebracht zu sein und damit aktiv gekühlt zu werden. Ausserdem werden die Drähte da quasi direkt auf die FETs gelötet ;-) Wenn Du durch diese mini Platinchen da wirklich dauerhaft 60A ohne aktive Kühlung jagst, dürfen die wohl überhitzen.
Zorg schrieb: > Wenn Du durch diese mini Platinchen da wirklich dauerhaft 60A ohne > aktive Kühlung jagst, dürfen die wohl überhitzen. Richtig, aber die Platine, um die es hier im Thread geht, ist nicht viel größer...
Chris tian schrieb: > Hatt denn jemadn einen screenshot oder ähnliches der zeigt wie solche > Lasten geschaltet werden? > Oder konkrete Vorschläge? > Ein Vorschlag für ein anderes Gehäuse wurde ja schon genannt. Kannst du mehr zu der Last sagen, die du schalten möchtest? Welche Drain-Source-Spannung muss der FET aushalten können? Welchen Kühlkörper willst du verbauen? Allein IRF hat einige FETs mit Rds < 5mΩ. Schau dir z.B. den IRFS3306 an und vollziehe mit seinen Werte Alexanders Rechnung aus Beitrag "Re: Platinenlayout 60A über FET" nach. Oder die von Lother einige Beiträge später. Beachte auch die Temperaturabhängigkeit des Rds und die konkreten Daten deines Kühlkörpers. Wenn es mit diesem FET nicht klappen sollte, kannst du den guten Produktkatalog von Digikey nutzen: http://search.digikey.com/us/en/cat/discrete-semiconductor-products/fets-single/1376381 Wähle die Parameter passend ein und schau, was übrig bleibt. Es wird wahrscheinlich Dutzende geeigneter FETs geben. Du darfst nur nicht blinddem angegebenen Ids_max vertrauen. Das ist meistens ein völlig unrealistischer Wert, der ausschließlich bei einer Halbleitertemperatur von 25°C gilt. Also nie. Man kommt nicht umhin, die obige Rechnung durchzuführen. Was das Layout angeht, halte ich die vielen Vias direkt neben den Bauteilen für kontraproduktiv. Solange du Through-Hole-Bauteile verwendest, sollten deine Lagen durch die Bauteilanschlüsse ausreichend verbunden sein. Die Vias (vor allem am mittleren Pin des FETs) verengen die Leiterbahn nur noch.
Vielleicht wäre ein SMD Gehäuse besser geeignet? Mit vielen Durchkontaktierungen bringt man die Wärme auch gut weg. Muss man durchrechnen, auf möglichst kleinen RDSon kommts an und nicht auf den IDmax...
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