Hallo zusammen, ich plane eine Leistungsplatine (Prototyp/Laboraufbau, nur 1-2 Stück) mit Multilayer-Dickkupfer und hätte dazu ein paar Fragen: Auf der Platine fließen 150A RMS, die von Schaltern im TO-247 Gehäuse (mehrere parallel) geschalten (100kHz) werden. Platinenaufbau hab ich noch nicht genau dimensioniert, gehe aber momentan von 6-8 Lagen a 400um mit einer Leiterbahnbreite von 10mm aus. Dazu hätte ich folgende Fragen (ich hab davor noch nicht mit Dickkupfer gearbeitet): - Kann man bei der Menge an Kupfer die Bauteile noch "von Hand" löten (evtl. mit Heißluftfön als Unterstützung)? Ist ja "nur" für ein Einzelstück... - Ist es möglich/sinnvoll den Strom für kurze Zeit (Anschluß Meß-Shunt) auf eine Ebene zu ziehen? Ich würde neben LEM-Wandlern gerne einen Chip von Avago zur Strom-Messung testen... - Wie führe ich am besten die Leistung aufs Board, bzw. vom Board weg? - Welchen Leiterplatten-Hersteller könnt ihr mir empfehlen? Vielen Dank! Gruß Mario
mariow78 schrieb: > Platinenaufbau hab ich > noch nicht genau dimensioniert, gehe aber momentan von 6-8 Lagen a 400um > mit einer Leiterbahnbreite von 10mm aus. Lass dir das mal anbieten, wenn du jemand findest. Vielleicht gehst du dann nicht mehr davon aus. Innenlagen mit 400µ sind nicht so trivial: als Core habe ich das noch nicht gesehen, Aufkupfern dauert Stunden und die Prepregs müssten abenteuerliche Eigenschaften haben. Wer soll sich das für ein Muster für ein paar Euro antun? Gruss Reinhard
Hallo Reinhard, wie gesagt ich hatte mit Dickkupfer bisher nichts am Hut. Die Hersteller die ich angefragt habe (noch keine Antwort) geben das allerdings auf ihren Homepages als machbar an. Wenn ich näheres weiß schreib ich ein Update... z.B. http://www.multi-circuit-boards.eu/produkte/leiterplatten/sonderfertigung/dickkupfer-leiterplatten.html Gruß Mario
Das wäre vieleicht was für dich: http://www.ksg.de/de/Technologien/Technologien-Uebersicht/Iceberg-Leiterplatten__70/
mariow78 schrieb: > Auf der Platine fließen 150A RMS, bei welchem Spitzenstrom? > die von Schaltern im TO-247 Gehäuse > (mehrere parallel) geschalten (100kHz) werden. und was wird noch damit gemacht? > Platinenaufbau hab ich > noch nicht genau dimensioniert, gehe aber momentan von 6-8 Lagen a 400um > mit einer Leiterbahnbreite von 10mm aus. Warum auf der Leiterplatte? Bei der Stückzahl würde ich das mit der Hand verdrahten (und IGBTs o.ä nehmen) bzw (wenn's denn unbedingt maschinell und TO sowieso werden soll) die Leiterbahnen aus Kupfer lasern lassen oder Stromschienen nehmen. mariow78 schrieb: > - Ist es möglich/sinnvoll den Strom für kurze Zeit (Anschluß Meß-Shunt) > auf eine Ebene zu ziehen? Ich würde neben LEM-Wandlern gerne einen Chip > von Avago zur Strom-Messung testen... das ergibt sich damit von selbst.
Hallo mariow78. > Platinenaufbau hab ich > noch nicht genau dimensioniert, Ok, das holst Du mit dieser Diskussion nach. ;O) > gehe aber momentan von 6-8 Lagen a 400um > mit einer Leiterbahnbreite von 10mm aus. Oh holla, das ist SEEEEHR HEFTIG. Dir ist klar, das Du alleine vom Kupfer bei 8 Lagen zu 400u bei 3200u bist? Das sind 3,2mm und damit dicker als die meisten Platinen. ;O) Ausserdem möchtest Du solche Kupferlagen nicht in SMD bestücken. Du hast Probleme, schmale Leiterbahnen hinzubekommen. Das ist ein Akt beim Ätzen, die Teile stehen fast hochkant und halten kaum noch auf dem Untergrund, und beim Löten könnte es auch schwer werden (Ok, bei zwei Exemplaren lötest Du eh vermutlich von Hand). Deshalb sollte mindestens eine der Aussenlage im üblichen Rahmen sein. > - Kann man bei der Menge an Kupfer die Bauteile noch "von Hand" löten > (evtl. mit Heißluftfön als Unterstützung)? Ist ja "nur" für ein > Einzelstück... Grundsätzlich ja.....THT sicher, aber SMD und finepitch (Kopf wieg). Es ist nicht nur Kupfer und warmkriegen, es sind auch die tiefen Schluchten zwischen den feinen Pads....und schmale Leiterbahnen...siehe oben. Vermutlich ist es sinnvoller, nur ein oder zwei Lagen als Powerplanes so dick auszuführen, wenn überhaupt...siehe tipps meiner Vorschreiber. > - Ist es möglich/sinnvoll den Strom für kurze Zeit (Anschluß Meß-Shunt) > auf eine Ebene zu ziehen? Ich würde neben LEM-Wandlern gerne einen Chip > von Avago zur Strom-Messung testen... Was meinst Du mit "ziehen"? Du könntest aber Pads für beide Wandler vorsehen, und wahlweise den einen oder anderen Bestücken....Ok, vermutlich sind das so Dinger vergleichbar Allegro ACS75x. Die Klopper sind einfacher ein als ausgelötet. ;O) > - Wie führe ich am besten die Leistung aufs Board, bzw. vom Board weg? Mit Schraubklemmen. Improvisiert, indem Du große THT-Pads machst, und große Ring- oder Gabelkabelschuhe mit Muttern und Schrauben anschliesst. Unterlegscheiben (Karosseriescheiben?) sowie Federringe/Zahnscheiben/Schnorrscheiben nicht vergessen. Alternativ viele kleine Anschlüsse parallel. > - Welchen Leiterplatten-Hersteller könnt ihr mir empfehlen? Nimm einen aus Deiner Ecke, weil für sowas ist gute, direkte Kommunikation nötig. Ansonsten nimm 70u Kupfer (das ist weitaus üblicher), und Löte Dir immer 2,5-4-6 Quadrat Leitung parallel....eventuell mehrmals. Mehrere dünne Einzelleiter sind u.U. einfacher zu Handeln als ein dicker. Absicherung beachten. Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.dl0dg.de
Hallo zusammen, vielen Dank für eure Beiträge. Das ganze soll ein Umrichter, B6-Topologie mit Vektormodulation werden, d.h. die Ströme werden näherungsweise sinusförmig, d.h. 212A Spitze bei 150A RMS (+ Oberwellen vom bestromen der Induktivitäten im Motor). Vorgesehen sind 60! SiC-MOSFETs von ROHM-Semiconductor mit integrierter SiC SBD. Da es von dieser Technologie noch nicht so viel auf dem Markt gibt bin ich auf TO-247 festgelegt. Aufgrund der Anzahl der Transistoren und um die Streu-Induktivitäten klein zu halten (und damits nach was aussieht) wollte ich auf Stromschienen verzichten und bin auf die Dickkupfer Multilayer-Technik gekommen. Der Umrichter wird Wassergekühlt werden um die Verluste, die auch durch die hohe Schaltfrequenz entstehen, wegzubekommen. Das Multilayer ist wahrscheinlich auch wegen der Schaltfrequenz sinnvoll (Skin-Effekt). @Der Rächer der Transistormorde: Ich hoffe ich konnte die offenen Fragen beantworten. @Bernd Wiebus: Ich müsste "nur" die 60 TO-247 THT von Hand-löten, für die Booster/Gatetreiber würde ich 1-2 "normale" Lagen vorsehen. Mit "ziehen" habe ich gemeint mit (vielen) Durchkontaktierungen auf eine Außenlage zu gehen, den Shunt (Isabellenhütte) zu kontaktieren und danach über (ebenso viele) DuKos den Strom wieder auf die einzelnen Lagen zu verteilen. Was mir immer noch nicht klar ist, ob es möglich ist die Transistoren THT von Hand zu löten, ohne sie in die ewigen Jagdgründe zu glühen. Im Datenblatt sind 265°C für 10s angegeben. Das das nicht günstig wird ist klar, aber z.B. mit auf dem Markt vorhandenen IGBT-Modulen (z.B. Infineon) ist das nicht machbar, da ist die Verlustleistung nicht wegzukühlen. Da ist bei 16-32kHz Schaltfrequenz Schluß, wir bräuchten aber die hohen Frequenzen aufgrund unserer hochdrehenden, niederinduktiven Motoren um Sinusfilter oder ähnliches (kein Bauraum und zu schwer) einsparen zu können. Schönen Abend!
Bernd Wiebus schrieb: >> - Wie führe ich am besten die Leistung aufs Board, bzw. vom Board weg? > > Mit Schraubklemmen. Improvisiert, indem Du große THT-Pads machst, und > große Ring- oder Gabelkabelschuhe mit Muttern und Schrauben anschliesst. > Unterlegscheiben (Karosseriescheiben?) sowie > Federringe/Zahnscheiben/Schnorrscheiben nicht vergessen. > Alternativ viele kleine Anschlüsse parallel. Versuch mal die Teile hier: http://www.we-online.de/web/de/index.php/download/media/09_elektromechanische_bauelemente/download_center/kataloge/Power_Elemente_2012.pdf Im Datenblatt steht auch noch bischen was zum Thema Hochstrom und wie man das auf ne Leiterplatte bekommt. Falls du Eagle nutzt: http://www.mikrocontroller.net/articles/Eagle-Bibliotheken#W.C3.BCrth_Power_Elements
Am Besten fragst Du Würth auch gleich noch wegen der Platine ;-)
Hallo mariow78. > > Das ganze soll ein Umrichter, B6-Topologie mit Vektormodulation werden, > d.h. die Ströme werden näherungsweise sinusförmig, d.h. 212A Spitze bei > 150A RMS (+ Oberwellen vom bestromen der Induktivitäten im Motor). > Ein ehrgeiziges Projekt. Und bei welcher Spannung das ganze? > Vorgesehen sind 60! SiC-MOSFETs von ROHM-Semiconductor mit integrierter > SiC SBD. Da es von dieser Technologie noch nicht so viel auf dem Markt > gibt bin ich auf TO-247 festgelegt. Mit Siliziumcarbid Technik habe ich noch nie was gemacht. Aber TO-247 habe ich oft als IRFP150/IRFP150N/IRFP150V bzw. APT8056BVR verwendet. ;O) > Der Umrichter wird Wassergekühlt werden um die Verluste, die auch durch > die hohe Schaltfrequenz entstehen, wegzubekommen. Das Multilayer ist > wahrscheinlich auch wegen der Schaltfrequenz sinnvoll (Skin-Effekt). Naja. Ich hab mit 50 und 90kHz geschaltet. Um den Skineffekt so richtig auszutricksen müsstest Du die Leitungen aber auch verflechten wie beim Milliken-Leiter oder bei Röbelstäben. Ich habe einfache Massivdrähte verwendet. Heute würde ich es mit der HF-Litze versuchen, die für Schaltreglertrafos üblich ist. > Ich müsste "nur" die 60 TO-247 THT von Hand-löten, für > die Booster/Gatetreiber würde ich 1-2 "normale" Lagen vorsehen. Mmmmh. Trozdem würde ich mich bei den kleinen Stückzahlen eher an einer "Freiluftverdrahtung" versuchen. Ist HF-technisch gesehen in dem Falle einfacher hinzubekommen. Wenn Du später davon eine Serie bauen willst, hast Du die Marschrichtung schon vorgegeben und kannst die Teile als "Referenzen" verwenden. Direkt auf Anhieb so ein spezielles Design hinzubekommen ist gewagt. Mit etwas Vorerfahrung sieht das anders aus. Vor allem solltest Du Dich speziell mit einem Leiterplattenhersteller unterhalten, über das, was geht, was nicht, und was vieleicht noch denkbar ist. Nur bei zwei Stück wird er aber nicht so motiviert sein. Schliesslich ist es sein Job und nicht sein Sport (wenn Du viel glück hast doch). Die Treiber und Steuerung würde ich eher konventionell aufbauen. Bei den Treibern sieh Dir mal den MIC4421/MIC4422 an. Gibt es in DIL8, SO8 UND Pentawatt...wenn Du schon bei den Treibern hohe Verluste erwartest. Mit > "ziehen" habe ich gemeint mit (vielen) Durchkontaktierungen auf eine > Außenlage zu gehen, den Shunt (Isabellenhütte) zu kontaktieren und > danach über (ebenso viele) DuKos den Strom wieder auf die einzelnen > Lagen zu verteilen. Achso. Ja. Das sollte gehen. Hab ich ähnlich gehandhabt. Wenn Du genug Dukos nimmst, ist die Stelle unkritischer als eine Leiterbahn. ;O) > > Was mir immer noch nicht klar ist, ob es möglich ist die Transistoren > THT von Hand zu löten, ohne sie in die ewigen Jagdgründe zu glühen. Im > Datenblatt sind 265°C für 10s angegeben. > Don't panic. T0-247 ist eher unkritisch zu löten....zumindest wenn man einen Weller 80W Kolben mit kurzer dicker konischen Spitze hat und die Temperatur raufdreht. Ich hatte aber nur 70u Kupfer und nachträglich den 2,5 Quadrat Leiter....400u sind schon heftig. Mit einer Lötlampe sollte das aber trozdem gehen. Ein paarmal üben? Mit SiC hatte ich noch keine Erfahrung, aber es soll thermisch robuster als Silizium sein. > Das das nicht günstig wird ist klar, aber z.B. mit auf dem Markt > vorhandenen IGBT-Modulen (z.B. Infineon) ist das nicht machbar, da ist > die Verlustleistung nicht wegzukühlen. Da ist bei 16-32kHz > Schaltfrequenz Schluß, Ja. IGBTs sind etwas lahmarschig, was das Abschaltverhalten angeht. Was ist mit dicken MOS-Fets? > wir bräuchten aber die hohen Frequenzen aufgrund > unserer hochdrehenden, niederinduktiven Motoren um Sinusfilter oder > ähnliches (kein Bauraum und zu schwer) einsparen zu können. Mmmmh. Ob Du komplett darauf verzichten kanst, wage ich zu bezweifeln. Aber das hängt halt auch daran, wie Du Deine Versorgung verseuchen darfst. Vermutlich kommst Du aber mit kleineren Filtern hin. Sollen das Zentrifugen werden? Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.dl0dg.de
Bei 150 Arms über 400 um dicken Flächen sollte die Platine entweder eine Grundplatte aus Alu haben, oder viele Bushings als Wärmeableiter. U.a. werden Dukas ein Schwachpunkt, die Kupferlauflagen darin sind viel dünner als auf dem Rest der Platine, meistens weniger als 40 um. Es gibt neben den üblichen Platinenherstellern welche, die Dickkupferplatinen mit bis zu 4mm Kupferlagen erstellen. Die werden nicht galvanisiert, sondern als geschnittene Platten verklebt. Um die Filter zu verkleinern ist zu einem schnell schaltenden Umrichter mit SiC-Fets ein Multilevelumrichter mit Standart-Halbleitern vielleicht eine Alternative.
Du kannst dich auch mal bei den Österreichern umsehen, Firma Häusermann hat eine Technik ( http://www.haeusermann.at/2,product/22,HSMtec/31,Hochstrom--und-Waermemanagement-auf-der-Leiterplatte ), die für deine Anwendung vermutlich ideal ist. Außerdem sind die Kosten dafür nicht so exorbitant. Es kommt halt drauf an, willst du wenig Steuerelektronik und viel Dickkupferbereich ist Iceberg (KSG) das richtige, willst du viel Steuerelektronik und nur wenig Dickkupfer (Danach sieht es mir bei der Anwendung aus) ist HSMTech das richtige.
Frag doch mal höflich einen Gabelstaplerhersteller wie die das machen. Wir arbeiten mit noch höheren Strömen und in unseren Steuergeräten sind dicke Stromschienen verlegt. Für unsere Drehströmer haben wir auch Umrichter mit mindestens diesen Werten, aber von innen hab ich so ein Teil noch nicht gesehen.
Hallo zusammen, Ich hab eine erste Rückmeldung von multi-CB bekommen, die fertigen wirklich nur Dickkupfer-Multilayer bis 105um in den Innenlagen. Da scheint es auf deren Homepage ein paar Inkonsistenzen zu geben (hat sich der Vertrieb nicht mit der Technik abgestimmt, wie so oft :-) Der Berater hat mir netterweise ein paar Formeln an die Hand gegeben: Die Gleichnung für Berechnung der Breite des Leiters :
für den Standard IPC-D-275 ( Innenleiter )
für den Standard IPC-D-275 ( Außenleiter ) wo: I = Maximalstromstärke (Ampere) dT = Temperaturanstieg in der Umgebung (°C) A = Querschnittfläche (quadratischer Mils) Damit käme ich bei 10mm Breite, 105um Stärke und 20°C dT auf 17,6A auf den Innenlagen und 33,9A auf den Außenlagen. Allerdings denke ich dass die Berechnung nicht dafür geeignet ist einen "Stack" an Leitungen zu dimensionieren. Außerdem ist die IPC-D-275 umstritten, hab dazu im Netz ein paar interessannte PDFs gefunden: http://www.adam-research.de/HdT_Adam_Strombelastbarkeit_2007.pdf http://www.adam-research.de/Adam_Strombelastbarkeit_PLUS_2.pdf http://www.adam-research.de/Adam_Strombelastbarkeit_PLUS_3.pdf @Kevin K.: Danke für den Tip, die Press-Fit Anschlüsse von Würth machen einen guten Eindruck. @Bernd Wiebus: Der Umrichter hat eine Zwischenkreisspannung von 650V. Laut Wikipedia ist die Skin-Tiefe bei 100kHz bereits bei 0,21mm, würde also ganz gut für die 400um Innnenlagen passen. @Christian B.: Danke für den Tip mit Häusermann, werde mal anfragen ob die das auch schon bei 1-2 Stück machen. Gruß Mario
mariow78 schrieb: > @Der Rächer der Transistormorde: Ich hoffe ich konnte die offenen Fragen > beantworten. Alles klar, geht um etwas anderes als Prototypenbau. Wenn du aber 100kHz bei 150A (RMS den Peak will ich gar nicht Wissen) mit Spannung x über irgendwelche Leitungen jagst nennt man das in der Technik einen Langwellensender. Da würde ich mich darum kümmern das die zuständigen Ämter dir das ganze nicht gleich wieder stilllegen. In diesem Technikbereich bekommst du sicher auch besser Hilfen zu dem Problem. Am besten du sprichst ein paar Funkamatuere an, vielleicht sind dann welche dabei die mal auf nem Fernsehturm oder beim Senderöhrenhersteller gearbeitet haben. Technologisch würde ich mich entweder vom TO-Gehäuse oder von der Leiterplatte verabschieden. Das ganze lässt sich (so bommelig aus der nicht alles gelesen Perspektive betrachtet) schlicht nicht fertigen (es läuft auf ne Kupferplatte mit Unterbrechungen raus die ein Löten unmöglich macht). Experimentierfreudig wie ich bin schlage ich gefräste, gelasert gesonstwaste Kupferstränge vor. Da kann man dann die einzelnen TOxyz Teile Punktschweissen und das ganze dann im Trafoölbad kühlen). Is aber nur ne quick and dirty idee
Der Rächer der Transistormorde schrieb: > Wenn du aber 100kHz bei 150A (RMS den Peak will ich gar nicht Wissen) > mit Spannung x über irgendwelche Leitungen jagst nennt man das in der > Technik einen Langwellensender. Das mag stimmen, allwerdings dürfte die Antennenlänge << Wellenlänge sein und somit dürfte es kaum zu abstrahlungen kommen. Da sind die Schaltflanken schon viel interessaanter Der Rächer der Transistormorde schrieb: > Technologisch würde ich mich entweder vom TO-Gehäuse oder von der > Leiterplatte verabschieden. Das ganze lässt sich (so bommelig aus der > nicht alles gelesen Perspektive betrachtet) schlicht nicht fertigen (es > läuft auf ne Kupferplatte mit Unterbrechungen raus die ein Löten > unmöglich macht). Was ziemlicher Unsinn ist. Ich hab mit der Hausermanntechnik schon eine LP entworfen die einen Peakstrom von 200A Trug (bei 2V, aber das ist erstma nebensächlich) Löten lässt sich das durchaus. Damals sind SMD Vicormodule eingesetzt worden. Nicht alles, was man nicht kennt / oder sich nicht vorstellen kann ist auch unmöglich...
Christian B. schrieb: > Das mag stimmen, allwerdings dürfte die Antennenlänge << Wellenlänge > sein und somit dürfte es kaum zu abstrahlungen kommen. Da sind die > Schaltflanken schon viel interessaanter Das ist sehr von der Topoligie abhängig, Prinzipiell hast du aber Zuleitungen zu den Motoren und damit recht hübsche Antennen von Lambda 1/xtel. > > Der Rächer der Transistormorde schrieb: >> Technologisch würde ich mich entweder vom TO-Gehäuse oder von der >> Leiterplatte verabschieden. Das ganze lässt sich (so bommelig aus der >> nicht alles gelesen Perspektive betrachtet) schlicht nicht fertigen (es >> läuft auf ne Kupferplatte mit Unterbrechungen raus die ein Löten >> unmöglich macht). > > Was ziemlicher Unsinn ist. Ich bin nicht der Energiespezie und lerne gerne dazu, alles was ich hier schreibe steht unter dem Vorbehalt der Ahnungslosigkeit. > Ich hab mit der Hausermanntechnik schon eine LP entworfen die einen > Peakstrom von 200A Trug (bei 2V, aber das ist erstma nebensächlich) > Löten lässt sich das durchaus. Damals sind SMD Vicormodule eingesetzt > worden. Nun, da möcht ich bei allen Vorbehalten bezüglich meiner Wenigkeit s.o. zu bedenken geben das 200A 2V etwas anderes sind als 150A(rms) Amax=? 100kHz und 0,xkV. Da hast du nicht nur nen Langwellensender sondern auch keine Widerstände mehr sondern darfst in der frequency domain mit Impedanzen Induktivitäten und Kapazitäten rechnen. Dazu noch Kupfer dicht an dicht (es soll ja alles auf eine Leiterplatte) womit man sich wunderbar einen Tesla Trafo oder ähnliches parasitär dazubasteln kann > > Nicht alles, was man nicht kennt / oder sich nicht vorstellen kann ist > auch unmöglich... Aber einiges was man sich in düsteren Adventstagen an Technikerdramen dahinderiliert kann durchaus Realität werden ;-). > > Beitrag melden Bearbeiten Löschen
Morgen muss ich mal so einen Umrichter (von den oben angegebenen Daten hört sich das an als würde der aus einem Gabelstapler kommen) ausbauen und nun bin ich neugierig geworden und werde den mal aufschrauben und rein sehen. Dann werde ich berichten wie da die "starken Elemente" aussehen und das bei uns so gelöst wird. Bilder wird es keine geben, da das sicher unter "Betriebsgeheimnis" fällt. Aber für um die 2000 Euro kann man so ein Teil bei uns kaufen und dann aufschrauben.;-)
Der Rächer der Transistormorde schrieb: >... Dazu noch Kupfer > dicht an dicht (es soll ja alles auf eine Leiterplatte) womit man sich > wunderbar einen Tesla Trafo oder ähnliches parasitär dazubasteln kann Kupfer dicht an dicht ist erstmal nicht das Problem. Für 4kV Spannungsfestigkeit sollten maximal 7mm Abstand auf den Außenlagen ausreichen. Einen Trafo baut man sicherlich nicht, indem man mehrere Stromzweige parallel führt. Wenns wirklich nur darum geht eine Endstufe zu bauen die mehrere Schalter parallelschaltet halte ich es für extrem unwahrscheinlich, daß man da einen Trafo bastelt. Sicherlich kann es zu einem Übersprechen kommen (was aber etwas anderes ist) aber in der Regel sind doch die Pfade erstens nicht im Kreis angeordnet (Was schonmal keine Spulen ergibt) und 2. auch nur so lang wie unbedingt nötig (was die Koppelstrecken in der Länge begrenzt). Die Zuleitungen zum Motor kann man problemlos geschirmt ausführen, was wiederum die Antennenwirkung aufhebt. Außerdem sollen die Motorzuleitungen meines Wissens so kurz wie möglich sein.
Leiterplatten mit 210um Cu 2lagig hab ich vor kurzem an Infineon geliefert. Die waren in China gar nicht sooo teuer. So 450.- für 3 EuroKarten glaub ich. Ich frag mich, wenn du eh schon statt SMD TO247 verwendest, dann bist du mit den Stromschienen besser bedient. Ein Anschluß wäre ja schon das Gehäuse, das vermutlich auf einen Alu-Körper geschraubt wird. Grüsse
Hallo zusammen, kleines Update: Ich habe mittlerweile ein Angebot von Multi-CB bekommen, eine 8-lagige (jeweils 105um-Kupfer) 200x200mm große Platine (FR4 HTG 180°C) würde bei 650€ liegen. Ich würde dann wahrscheinlich 6 Lagen für die Leistung verwenden und 1-2 Lagen für die Treiber. Das ganze müsste ich dann aber noch mit Kupferdraht oder so auf den Außenlagen "verstärken" um den Strom ohne große Erwärmung durchzubekommen. Außerdem habe ich ein Angebot für die SiC-Transistoren bekommen, liegt bei Abnahme von 360Stück pro Stück bei über 40€! Sind also nicht ganz günstig die Jungs :-) Von daher werde ich mir statt des B6-Umrichters die Möglichkeiten eines 3 Level Umrichters ansehen um die Frequenz absenken zu können und damit mit reinem Silizium (IGBT) auszukommen. Durch die Halbierung der CE-Spannung beim 3 Level Umrichter gibt es dann auch wieder IGBT-Typen die einigermaßen schnell zu schalten sind. @Gebhard Raich: Bei (dem speziellen) TO247 wird nur über die Pins kontaktiert, das Gehäuse dient "nur" als Thermal Pad. Gruß Mario
Mario W. schrieb: > Ich würde dann wahrscheinlich 6 Lagen für > die Leistung verwenden und 1-2 Lagen für die Treiber. Das ganze müsste > ich dann aber noch mit Kupferdraht oder so auf den Außenlagen > "verstärken" um den Strom ohne große Erwärmung durchzubekommen. Wozu dann die teuren 6 Lagen Dickkupfer? Ent oder weder. So hast du doppelte Kosten. Wenn du keine Lösung findest, deine Ströme ganz über die LP zu führen, woran ich wegen meiner Erfahrung mit Dickkupfer-Fertigung grundsätzliche Zweifel habe, dann lass es ganz und nimm Stromschienen oder gestanzte Cu-Teile. Die sind auch überlastfest, eine LP fliegt dir einfach auseinander. Gruss Reinhard
Also für einen 90kW-Umrichter haben wir das ganze auch schon mal bei Häusermann angefragt. War ungefähr doppelt so teuer wie unsere Standardlösung mit Stromschienen und Isolierfolien.
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Reinhard Kern schrieb: > dann lass es ganz und > nimm Stromschienen oder gestanzte Cu-Teile. Die sind auch überlastfest, > eine LP fliegt dir einfach auseinander. Ja das ist genau richtig mit den Stromschienen und Nieten (siehe Beispiel-Bild, auf der Bot Seite sind Schienen montiert), das üblich in Leistungsklasse, ich habe schon viele Geräte (Okuma/Yaskawa/FUJI/etc) in dieser Leistungsklasse bis 50KW gesehen , man nimmt einfach Stromschienen! Hab auch Fehlentwicklungen gehen (ohne Schienen, nur Leiterbahnen), im Kurschlussfall brennen diese Leiterbahnen einfach weg (oder gleich halbe Platine), das passiert bei Schienen nicht, fliegt wenn nur IGBTs eventuell auseinander. Kurzschluss kommt auf jeden Fall, spätestens wenn die Kapazität der Kondensatoren in der Ansteuerung nicht mehr stimmt ;-) Gruß Hermann
Hallo Reinhard, mit der Stromführung über die Leiterplatte wollte (will) ich erreichen: - definierte Verschaltung der Transistoren (Leitungslängen zwischen den einzelnen Schaltern, Symmetrie...) -> niedrige parasitäre Induktivitäten im Strompfad - mechanisch zusammenhängender, kein freifliegender Aufbau - Arbeitsersparniss Zumindest der letzte Punkt ist mittlerweile ziemlich überholt :-) Das TO247-Gehäuse des SiC Transistors hat nur die 3 Beinchen, kein Lötpad am Gehäuse, d.h. ich müsste 2 Schienen (Kollektor, Emitter) parallel unterhalb des Gehäuses führen. Das Gehäuse wäre elektrisch neutral im Kühlkörper eingebettet. Wie würdest Du so einen Aufbau machen? Kupferschienen (z.B. 3x15mm) senkrecht und für jeden Transistor eine Bohrung fürs Füßchen setzen? Oder "einfach" nur plan anlöten, da hätte ich Angst, dass die Lötung wieder aufgeht wenn der nächste angelötet wird... Eventuell bin ich durch die Abkehr von SiC ja auch nicht mehr aufs TO247 Gehäuse angewiesen dadurch gibts dann (hoffe ich) auch wieder mehr Möglichkeiten. Wenn jemand Bilder hat wie (viele) parallele Transistoren mit einer Stromschiene verbunden sind, immer her damit:-) Gruß Mario
Also das Löten ist schon eine Sache für sich und dürfte nicht einfach gehen. Alles was Stecker sind kannst du mit Löten vergessen Einpresstechnik ist hier gefragt. zudem gibt es klar defnierte Grenzen was noch Ätzbar ist. Ich hatte mal vor 10 jahren eine Steuerung für eine selbstfahrende Kehrmaschine gemacht. Dies wurde in Zusammenarbeit mit der Firma Würth Elektronik Werk Öhringen durchgeführt. Die waren damals für mich die Kompetentesten leute was das angeht. Aber die Wirklich Stromführenden Bauruppen haben wir mit aufgepressten Kupferschienen und gefräßten Kupferplatten gemacht. Zum löten dieser Teile müssen dann die Platten gleichmäßig bis Knapp unter dem Fließpunkte des Zinns vorgewärmt werden. Vorsicht dabei sollte auch Platinenmaterial genommen werden die höhere Temperaturen aushalten. Insgsamt ein nicht ganz billiges Unterfangen.
Ich hab zufaellig nachgelesen. Die Skintiefe bei 100kHz in Kupfer betraegt 200um. Sollte man vielleicht beruecksichtigen.
Hallo Stilz & Rumpel, für die 100kHz haben wir das mit dem Skin-Effekt weiter oben schon diskutiert. Dafür wäre die Platine mit 100-200u Dickkupfer und mehreren Layern prima gewesen. Da ich mich von SiC verabschieden musste (Kosten) und dafür evtl. auf 3-Level Technik mit geringerer Frequenz (IGBTs, 32kHz+x) gehe wirds etwas besser. Zu beachten ist dabei wahrscheinlich aber auch dass der Strom ja nicht mit der Schaltfrequenz kommutiert wird, die Frequenz des Drehfelds liegt ja wesentlich darunter (ca. 4kHz). D.h. der Querschnitt der Kupferschiene wäre für den Haupt-Anteil des Stroms (denke ich) voll vorhanden. Gruß Mario
Mario W. schrieb: > Wie würdest Du so einen Aufbau machen? Kupferschienen (z.B. 3x15mm) > senkrecht und für jeden Transistor eine Bohrung fürs Füßchen setzen? Wir nähern uns der Sache... Die Kontaktierung ist natürlich ein bzw. das Problem, dafür wäre eine LP schon recht, und wenn ein Transistor z.B. 10 oder 20A schaltet, kann man ihn schon einlöten, aber die LP trägt eben nicht den Gesamtstrom. D.h. verteilen auf die Transistoren wäre was für die LP, aber die 150 A müssten über eine Schiene geführt werden, und da ergibt sich dann wieder das Problem der Kontaktierung, jetzt zwischen der LP und der Schiene. Dafür gibt es immerhin Lösungen, siehe z.B. http://www.elektronikpraxis.vogel.de/leistungselektronik/articles/179230/ Ein weiteres Problem ist, wie garantierst du bei z.B. 10 Transistoren parallel eine halbwegs gleiche Verteilung? Gleiche Länge der Zuführungen nützt nichts gegen Exemplarstreuungen. Übrigens lassen sich Kupferschienen punktschweissen, ob das mit den TO247-Beinchen geht weiss ich nicht. Gruss Reinhard
Guck mal bei Rogers, vielleicht wäre es was für dich: http://www.rogerscorp.com/pds/producttypes/5/RO-LINX-PowerCircuit-Busbars.aspx http://www.rogerscorp.com/documents/2289/pds/RO-LINX-PowerCircuit-Busbars-Brochure.pdf Gruß Hermann
>Übrigens lassen sich Kupferschienen punktschweissen, ob das mit den >TO247-Beinchen geht weiss ich nicht. Ich hab mal hunderte 10x3mm Kupferschienen mit jeweils 11 TO220 Gehäusen verlötet. Das ging mit einer Reihenschaltung aus Schweißtrafo + selbstgewickeltem Trafo(groß), die mir mit so gut 1500A die Kupferschiene in ca. 5s auf Löttemperatur gebracht haben.Sekundärwicklung auf dem Selbstbautrafo war eine 100x6mm Kupferschiene. Über die temperaturabhängige Spannung auf der zu verlötenden Kupferschiene(positiver Temp. Koef.) hab ich auch noch eine Temperaturbegrenzung dazubauen können. Ob's jetzt den Mosfet's wirklich gut getan hat, ist so eine Sache, die ich nur schwer beantworten kann.Unmittelbar nach der Verarbeitung wars jedenfalls immer ok. Im Betrieb gab's dann schon den einen oder anderen Ausfall,der aber auch auf andere Dinge zurückzuführen war. Naja, eine Jugendsünde halt. Dennoch wäre dieser Ansatz eventuell zielführend. Grüsse
Gebhard Raich schrieb: >>Übrigens lassen sich Kupferschienen punktschweissen, ob das mit den >>TO247-Beinchen geht weiss ich nicht. > > Ich hab mal hunderte 10x3mm Kupferschienen mit jeweils 11 TO220 Gehäusen > verlötet. Das ging mit einer Reihenschaltung aus Schweißtrafo + > selbstgewickeltem Trafo(groß), die mir mit so gut 1500A die > Kupferschiene in ca. 5s auf Löttemperatur gebracht > haben.Sekundärwicklung auf dem Selbstbautrafo war eine 100x6mm > Kupferschiene. Über die temperaturabhängige Spannung auf der zu > verlötenden Kupferschiene(positiver Temp. Koef.) hab ich auch noch eine > Temperaturbegrenzung dazubauen können. Ob's jetzt den Mosfet's wirklich > gut getan hat, ist so eine Sache, die ich nur schwer beantworten > kann.Unmittelbar nach der Verarbeitung wars jedenfalls immer ok. Im > Betrieb gab's dann schon den einen oder anderen Ausfall,der aber auch > auf andere Dinge zurückzuführen war. Naja, eine Jugendsünde halt. > Dennoch wäre dieser Ansatz eventuell zielführend. > > Grüsse Nur die Harten komm'n in'n Garten! 1500 A? Nur die Feigen verstecken sich hinterm Baum. Respekt! :-)
Hallo zusammen, habe grad noch einen Buchausschnitt zum Thema "Aufbau- und Verbindungstechnik von Leistungsbauelementen" gefunden. Die Lösung für mein "Problem" ist nicht drin, aber interessant ists allemal. http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CDMQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.springer.com%2Fcda%2Fcontent%2Fdocument%2Fcda_downloaddocument%2F9783642297953-c1.pdf%3FSGWID%3D0-0-45-1353310-p174536560&ei=FD7PULL4NqWp4AT-jYHwDQ&usg=AFQjCNHWGXXeBswy_wt3iVTmBgJQuS_0Xg&bvm=bv.1355325884,d.bGE Gruß Mario
Hatte gestern nun mal unseren Umrichter aufgeschraubt. Ich hab Gold gefunden!!! Nein im Ernst, die führen das von einer Platine nach unten raus. Über breite Bleche die wohl ziemlich viel Gold drauf haben müssen, weil sie entsprechend schwer sind. Von diesen Blechen dann wieder auf dicke Stromschienen, an denen dann auch der Motor angeschlossen ist. Von der Platine führen kleine (recht harte Federn) auf diese Bleche. Fotos darf ich leider nicht schicken, damit würde ich sicher gegen irgendwelche Verpflichtungen verstoßen.
Frank O. schrieb: > wohl ziemlich viel Gold drauf > haben müssen, weil sie entsprechend schwer sind. Kann ich mir nicht vorstellen, dass da Gold in spürbarer (Gewicht) Menge verbaut ist. Das wäre wegen Preis und Leitwert reichlich dumm. Falls doch; ausbauen und durch vergoldetes Kupfer ersetzen. Leitet besser und du hast ordentlich Geld über ;-)
Sni Ti schrieb: > Leitet besser und > du hast ordentlich Geld über ;-) > > > > Beitrag melden Bearbeiten Löschen Markierten Text zitieren Antwort Antwort mit Zitat Werde jetzt zum "Goldgräber". Hab schon meinen Kollegen gesagt, dass sie die defekten mir geben sollen.^^
Sni Ti schrieb: > Leitet besser Dass Gold am besten leitet, ist ein verbreitetes Märchen. Es oxidiert nicht, daher nimmt man es für HF-Technik, wo Oxide per Skineffekt die Leitung stark beeinträchtigen, und natürlich für Kontakte. Für die normale Stromleitung bringt es nichts (sieht aber gut aus). Gruss Reinhard
Reinhard Kern schrieb: > (sieht aber gut aus) Ich hab das nicht konstruiert. Aber die Kondensatoren (liegen so zwischen 3 und 4 Euro das Stück) sind auch noch gut zu gebrauchen. Die beiden HAFS 600-S/SP1 kann ich sicher auch noch gebrauchen. Kann man damit auch noch weniger Strom messen, so zwischen 10 und 20 Ampere bei Wechselstrom? Dann kann ich die nämlich für meine Waschmaschinen und Trockner Überwachung nehmen.
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