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
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!
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.pdfhttp://www.adam-research.de/Adam_Strombelastbarkeit_PLUS_2.pdfhttp://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.
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.
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
>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! :-)
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.
