Hi! Ich habe in einem aktuellen privaten Projekt eine Leistungselektronik mit einem Kühlsystem. Durch die Leistungsfähigkeit meines Kühlsystems und den Wärmekapazitäten kann ich eine "Safe Operating Area" (SOA) festlegen, diese sieht meinetwegen so aus: Absolutes Maximum: 200A 1Sekunden : 180A 10 Sekunden: 50A Steady State: 10A Ich behaupte mal, man kann das beispielsweise mit dem Zeit-/Strom-Diagramm von Schmelzicherungen vergleichen. Wenn ich einen konstanten Strom habe, kann ich klar entscheiden, ob mein System das aushält, oder nicht. Wenn ich nun aber ein Lastprofil habe, welches beliebige Werte abfährt, wie kann ich entscheiden ob es noch in der SOA liegt oder nicht? Beispiel: 20Sekunden 40A, 10Sekunden 15A, 60Sekunden 5A. => Ein Weg der sicherlich funktioniert, ist es, die komplette Physik dahinter zu modellieren. Ist aber aufwändig zu erstellen und viel Rechenaufwand. => Gibt es einfachere Methoden? Grüße!
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Verschoben durch Admin
sehr einfach geht das mit dem sogenannten angstfaktor
Wie wäre es die Leistung mit RDSon und dem Strom auszurechnen und dann aufzuintegrieren
MikeLitoris schrieb: > Wenn ich nun aber ein Lastprofil habe, welches beliebige Werte abfährt, > wie kann ich entscheiden ob es noch in der SOA liegt oder nicht? > Beispiel: 20Sekunden 40A, 10Sekunden 15A, 60Sekunden 5A. Kennst du das Lastprofil denn vorher und kannst die Verlustleistung ausrechnen?
Hatte mal ein Beispiel gesehen - die modellierten die Wärmekapazitäten eines Gebäudes mit elektronischen Bauteilen. Den Rechenaufwand macht dann das Spice.
Joe F. schrieb: > passende Schmelzsicherung davor. könnte knifflig werden. MikeLitoris schrieb: > Absolutes Maximum: 200A > 1Sekunden : 180A > 10 Sekunden: 50A Da springt mir direkt ins Auge 50A 10Sekunden. Normal lösen Schmelzsicherungen bei 5x Rated Current ziemlich fix aus. http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/C400/TraeGE%23ESK.pdf bei 4x I_rated nach 3s bei 10x I_rated nach 0.3s das Verträgt sich nicht mit den Anforderungen des OP. Vielleicht gibts ja aber andere Auslösecharakteristiken, das Kollektiv lässt sich überraschen.
MikeLitoris schrieb: > Wenn ich nun aber ein Lastprofil habe, welches beliebige Werte abfährt, > wie kann ich entscheiden ob es noch in der SOA liegt oder nicht? > Beispiel: 20Sekunden 40A, 10Sekunden 15A, 60Sekunden 5A. Dein ganze SOA zielt nur auf einen Wert: Tc, Gehäusetemperatur. Einfach messen und bei Überschreitung abschalten. Die schnelleren SOA Regionen für Millisekunden und Mikrosekunden willst du offenbar gar nicht ausreizen (wie es bei Audio nötig ist).
MaWin schrieb: > Dein ganze SOA zielt nur auf einen Wert: Tc, Gehäusetemperatur. Einfach > messen und bei Überschreitung abschalten. Ich nehme an, hier handelt es sich mal wieder um einen "Fake-MaWin". :-( SOA und Gehäusetemperatur haben wirklich überhaupt nichts mit einander zu tun!
Harald W. schrieb: > SOA und Gehäusetemperatur haben wirklich überhaupt nichts > mit einander zu tun! In diesem Bereich schon: MikeLitoris schrieb: > wie kann ich entscheiden ob es noch in der SOA liegt oder nicht? > Beispiel: 20Sekunden 40A, 10Sekunden 15A, 60Sekunden 5A. Nur wenn er schnelle Änderungen im bereich < 1 Sekunde hat spiegelt sich die umgesetzte Leistung nicht mehr in der Gehäusetemperatur wieder. So wie ich die Eingangsfrage lese hat er eher das Problem, daß seine Kühlung keine größere Dauerbelastung abkann. Sonst würde die Belastbarkeit nicht so stark runtergehen. Wobei ich z.B. den starken überproportionalen Rückgang von 20Sekunden auf 60 Sekunden nicht verstehe, weil da ist nichts mehr mit chipinterner Aufheizung, dafür sind die Zeiten viel zu lang.
Harald W. schrieb: > Ich nehme an, hier handelt es sich mal wieder um einen "Fake-MaWin". Nein, den Psychopthen der seinen Namen nicht kennt und der stattdessen MaWin ins Namensfeld schreibt findest du hier Beitrag "Re: Es gibt noch immer Entwickler-Jobs in Hochlohnländern. Wieso?" > SOA und Gehäusetemperatur haben wirklich überhaupt nichts > mit einander zu tun! Wenn du die Frage von MikeLitoris gelesen hättest, dann hätte dir auffallen können, dass er sich seine eigene Definition von SOA schafft, mit Zeiten von über 1 Sekunde. In der langen Zeit ist der Halbleiterkristall komplett durchgewärmt, es geht also nur noch um die Gehäusetemperatur (eingerahmt von maximaler Spannung und Strom der Zuleitungen, die aber nicht gefragt waren).
MaWin schrieb: > Wenn du die Frage von MikeLitoris gelesen hättest, dann hätte dir > auffallen können, dass er sich seine eigene Definition von SOA schafft, Naja, ich pflege mich an die allgemein üblichen Definitionen zu halten. Wenn man ein anderes Phänomen beschreibt, sollte man auch ein anderes Wort dafür benutzen.
MikeLitoris schrieb: > Absolutes Maximum: 200A > 1Sekunden : 180A > 10 Sekunden: 50A > Steady State: 10A Die Beispieldaten sind nicht arg sinnvoll. Es fehlen Angaben ob/wie interpoliert wird / wie die Skalen skaliert sind (linear/logarithmisch). So wie es da steht bedeutet das ganze: - bis 1s 180A (200A ohne Zeitangabe ist nicht verwertbar) - bis 10s 50A - alles darüber 10A Dein Beispielprofil mit unter anderem 40A für 20s liegt um den Faktor 4 über dem Grenzwert. Ein <0.05s: 200A (statt Absolutes Maximu) und >60s: 10s (statt Steady State) würde helfen. Dann fehlen nur noch die Interpolationsregeln. MikeLitoris schrieb: > => Ein Weg der sicherlich funktioniert, ist es, die komplette Physik > dahinter zu modellieren. Ist aber aufwändig zu erstellen und viel > Rechenaufwand. > > => Gibt es einfachere Methoden? Die Kühlung (Tc) würd ich messen. Den maximalen Strom über 1 Sekunde nach Tc deraten. Wenn du alles rausholen willst: genauer Rechnen / genauere Modelle. SOA-Diagramme sind nur für einmalige Vorgänge mit definierten Startbedingungen geeignet. Wenn dein System nach den "20s 40A" nicht mehr bei Tc=25°C liegt brauchst du ein neues SOA-Diagramm. Falls Tc-Messen ausscheidet kannst du ja SOA-Diagramme für abgeleitete Größen definieren (die allesamt erfüllt sein müssen). z.B.: - gleitender Durchschnitt über 3s: max. 50A - gleitender Durchschnitt über 30s: max. 25A Die Maximalwerte reduzieren sich dann natürlich. Nach 1h bei 10A sind keine 180A für 1s mehr drin. Das Maximum wird eher bei 120A liegen, vorausgesetzt durch alle Regeln die aus dem Kühlkörper resultieren ist sichergesetellt, dass Tc unter 100°C liegt. Letztenendes musst du mehr Physik reinbauen oder konservativer spezifizieren. Mit deinem Eingangsbeispiel (20s 40A) müsste ein sauberes System auf Basis der SOA nach 10 Sekunden abschalten weil die Spezifikation verlassen wird. Und wenn für 1µs ein Strom von 51A fließt ist nach 1s Schluss.
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