Ich habe einen 24V (nom.) Gleichstrommotor mit max. 50A und möchte
dessen Geschwindigkeit steuern. Die Drehrichtung bleibt gleich, also
benötige ich nur 1 Schalter.
Ich habe ein paar grundsätzliche Fragen:
Welchen FET und welcher Treiberbaustein ist empfehlenswert oder macht
das keinen großen Unterschied solange ich auf einen möglichst geringen
RDSon achte?
Bei 50A sind doch besser 70µ Kupferdicke zu empfehlen. Oder brauche ich
da noch mehr? Soll die Leiterbahn auf der Vorder- und Rückseite geführt
werden? Wenn ja, mit vievielen Vias verbinden? Bringt eine vierlagige
Platine mit zusätzlichen Leitungen in den beiden Innenlagen eine weitere
Verbesserung oder sollte dort besser eine Massefläche liegen?
Welche Schutzschaltung ist sinnvoll?
Danke schonmal für alle Hinweise!
Etliche Leiterplattenhersteller bieten Diagramme und/oder Tabellen an,
anhand derer man die Stromtragfähigkeit und die Erwärmung der
Leiterplatte ablesen kann.
Eine Pauschalaussage (70um Kupfer genügen, unabhängig von
Leiterbahnbreite und anderen konstruktiven Merkmalen) ist nicht möglich.
Letztendlich kommt es darauf an, den Querschnitt der Leiterbahn zu
berechnen.
Bei 70um Kupferstärke ist auch noch nicht Schluss. Es sind auch
Leiterplatten mit bis zu ca. 500um Kupfer erhältlich. Jedoch verträgt
sich diese Stärke nicht mehr mit filigranen Strukturen.
Vias besitzen im Allgemeinen keine besonders hohe Stromtragfähigkeit.
Bei Einzelstücken oder Kleinserien würde ich die Hochstrom-Vias auch
sicherheitshalber händisch verzinnen. Der spezifische Widerstand von
Lötzinn ist zwar wesentlich höher als der von Kupfer, aber immer noch
wesentlich geringer als der von Luft.
Die Diagramme kenne ich. Bei 6mm Leiterbahnbreite und 10K
Temperaturerhöhung darf man 11A fließen lassen. Darum auch die Frage ob
man auf der Rückseite oder auch im Inneren weitere Leiterbahnen vorsieht
oder besser gleich zu Kupfereinlagen/drähten greift.
Wäre ein SOT 227 Modul mit Schraubanschlüssen ev. eine Lösung? Dann
könnte man sich Hochstromleiterbahnen gleich sparen.
Hainz schrieb:> Wäre ein SOT 227 Modul mit Schraubanschlüssen ev. eine Lösung? Dann> könnte man sich Hochstromleiterbahnen gleich sparen.
Ich würde definitiv zu einer Litze & Schraubklemmen greifen.
50A führt man eig. nicht durch eine Leiterbahn, das ist nicht gerade
wirtschaftlich.
Gruss
Wenn Du einen Halbleiter ausgesucht hast, der den Strom packt, dann wird
das Teil wohl ein SOT227 Gehäuse (oder ähnlich) haben und da erübrigt
sich die Frage nach der Leiterbahnstärke automatisch.
Electronics'nStuff schrieb:> 50A führt man eig. nicht durch eine Leiterbahn, das ist nicht gerade> wirtschaftlich.
Aha, und warum erhält man dann an jeder Straßenecke für einen Appel und
ein Ei ein PC-Motherboard?
Andreas Schweigstill schrieb:> Aha, und warum erhält man dann an jeder Straßenecke für einen Appel und> ein Ei ein PC-Motherboard?
Soweit mir bekannt ist, führen Leiterbahnen auf dem Motherboard selbst
KEINE 50A.
Electronics'nStuff schrieb:> Und abgesehen davon, solltest du wohl wissen, dass so ziemlich alles> billiger wird, wenn man es 1Mio mal herstellen lässt.
Das ist mir durchaus bekannt, aber Dir offenbar nicht. Sonst hättest Du
nicht solch eine pauschale Aussage gemacht.
Auf PC-Mainboards fließen teilweise sogar Ströme von 100A und mehr.
Ansonsten käme man bei Kernspannungen von deutlich unter 2V nicht auf
TDP von > 130W.
Braucht dieses Modul eigentlich noch eine Schutzbeschaltung (Diode,
Snubber...) und wenn ja, sollte diese auch als Modul mit
Schraubanschlüssen ausgeführt sein?
Welchen Treiber verwendet man für so ein Monster?
Hi,
zum Treiber einen Vorschlag. IFX- Halbbrücke BTN7970 im TO220/263 sollte
funktionieren und Du sparst den extra Aufbau der Schutzfunktionen. ST
hat auch noch einige auf Lager, mir fällt nur gerade nicht der Strom vom
VNH2SP30 ein. Den kannst Du aber selbst nachschauen.
sers, Otto
> Ich habe einen 24V (nom.) Gleichstrommotor mit max. 50A
Ehrlich ? Man muß den FET nicht nach dem Betriebsstrom auslegen,
sondern nach dem
Anlaufstrom/Blockerstrom=Betriebsspannung/Innenwiderstand, sonst raucht
der FET beim ersten Anfahren ab.
> Welche Schutzschaltung ist sinnvoll?
Kurzschlusschutz. Gut gelöst wenn der PWM Impuls gleich nach Beginn
durch Überstrom zurückgesetzt wird bis zum nächsten Impulsbeginn.
Übertempschutz: Eventuell ein Thermoschalter auf dem Kühlkörper, wenn er
heisser wrid als berechnet.
Unterspannungsschutz: Für den Akku, Abschaltung bei UNterschreitung
einer Mindestspannung.
Die Leiterplatte ist dein kleinstes Problem, wenn dort keine langen
Leitungen sind sondern die Anschüsse immer direkt nebeneinandersitzen
und der Strom nur 3mm fliessen muß. Ja, breit sollte sie sein.
Andreas Schweigstill schrieb:> Sonst hättest Du> nicht solch eine pauschale Aussage gemacht.
Warum pauschal? Stimmt doch so.
Andreas Schweigstill schrieb:> Auf PC-Mainboards fließen teilweise sogar Ströme von 100A und mehr.> Ansonsten käme man bei Kernspannungen von deutlich unter 2V nicht auf> TDP von > 130W.
Warum wirst du nicht ein bisschen konkret? Wo genau fliessen deine 100A
und mehr?
Hi,
eigentlich reicht Dir eine Leistungshalbbrücke wir den BTN7970, da dort
eine Freilaufdiode schon drin ist. Von deren Ausgang an den Motor,
dessen anderen Anschluss an Masse.
sers, Otto
Hi,
die 45W werden ja nicht dc anliegen sondern nur für den Anlauffall,
oder?Allerdings habe ich schon Aufbauten mit 2..3 parallel gesehen, das
ist nur nicht schön für den Platz.
sers, Otto
Glauben Sie keinem Strom-Temperatur Chart! Das kann nur einen bestimmten
Fall abbilden, meistens eine Art worst case (einlagig) oder eine
Mischung aus worst und best case.
Ich kenne Unternehmen, die dem Strom erlauben einen Temperaturhub von
max 20K zu machen und der Rest der Wärme kommt von den Bauteilen. Die
Summe entscheidet dann über die notwendigen Kühlungsmaßnahmen
(Kühlkörper, Lüfter) und evtl. die Rückwirkung auf das Layout.
Wie warm das Gesamtpaket wird, hängt von den Lagendicken und dem Layout
ab. Das gleiche Bauteil kann an einer anderen Stelle des Boards eine
andere Temperatur haben.
Wenn Sie es wirklich wissen wollen, wie I und T zusammenhängen, dann
hilft nur Messen oder Rechnen.
Meine Software "TRM" (googeln) kann Leiterplatten in 3D auf der Basis
von Gerberfiles und manuellem Input gekoppelt elektrisch und thermisch
rechnen. Ich biete auch Dienstleistungen an.
Grüsse
Johannes A
