Hallo,
ich würde gerne wissen wie hoch ich die Kontaktwiderstände eines z.B.
Schaltwandlers ansetzen kann. Sagen wir mal Aufwärtswandler, asynchron,
vor der Spule, nach der Spule nach der Diode... da habe ich ja immer
einen Kontaktwiderstand, da die einzelnen Bauteile an die Platine
gelötet sind. Ich habe mal gesucht was man dafür so ansetzen kann, habe
jedoch nichts gefunden außer das im Anhang. Das erscheint mir etwas
viel.
Vielen Dank.
Bei einer Lötung wäre die Kraft zum Lösen der Lötverbindung das
Äquivalent zur Kontaktkraft.
Die äquivalente Fläche beim Löten ist auf Grund der Verzahnung auch
höher anzusetzen.
Beide Faktoren führen dazu, dass der Widerstand am Übergang deutlich
geringer ist.
Zusätzlich wäre noch an jedem Übergang auftretende Thermospannung zu
berücksichtigen.
> Beide Faktoren führen dazu, dass der Widerstand am Übergang deutlich> geringer ist.
Deutlich geringer als was?
> Zusätzlich wäre noch an jedem Übergang auftretende Thermospannung zu> berücksichtigen.
Da der Widerstand mit der Temperatur ansteigt?
Der Begriff
Jakob schrieb:> Kontaktwiderstand
sowie Deine Grafik dürfte eher mit Relais zu tun haben.
Außerdem klingt das für mich danach, als würdest Du ein
ganz bestimmtes Problem lösen wollen, und hättest Dir
diesen Ansatz als (Teil des) Lösungsweg(s) festgelegt.
Nenne das Problem selbst, statt Deiner Lösungsansätze.
Jakob schrieb:> Deutlich geringer als was?
Als die Werte in deinem Diagramm, in dem es offenbar um
aufeinandergedrückte Kontakte geht - nicht um miteinander verlötete.
Zu deiner eigentlichen Frage: der Bezug auf "Schaltwandler" ist eher
irreführend, dir geht es um den Kontaktwiderstand von Lötverbindungen
(und denen ist egal, ob ein Schaltwandler oder etwas anderes den Strom
treibt).
Dabei kommt es wesentlich auf die Geometrie der Lötverbindungen an. Hast
du einen Draht/eine Litze durch ein gut passendes Through-Hole gesteckt
und verlötet? Oder hast du nur die Spitze des Drahtes auf ein Pad
aufgelötet?
Wenn du den Wert wirklich berechnen magst würde ich mir in erster
Näherung die Fläche und die Dicke der Lötzinnschicht abschätzen, durch
die der Strom fließen muss. Und das mit dem spezifischen Widerstand von
Lötzinn multiplizieren. Also: wie groß ist die Kontaktfläche zwischen
den beiden Kupferleitern deines Lötkontakts? Und wie groß ist im Mittel
der Abstand zwiden beiden verlöteten Kupferleitern (denn dieser Abstand
wird mit dem schlechter leitenden Lötzinn aufgefüllt).
Dabei kommst du sehr wahrscheinlich darauf, dass der Kontaktwiderstand
der Lötstelle für deine eigentliche Fragestellung keine Rolle spielt
(außer du hast wirklich ungünstig gelötet/ungeeignete Leiterquerschnitte
gewählt).
Und dann überleg dir, ob du nicht besser der Aufforderung von "anderer
Ansatz" nachkommst, um dein eigentliches Problem anzugehen.
anderer Ansatz schrieb:> Nenne das Problem selbst, statt Deiner Lösungsansätze.
> Außerdem klingt das für mich danach, als würdest Du ein> ganz bestimmtes Problem lösen wollen, und hättest Dir> diesen Ansatz als (Teil des) Lösungsweg(s) festgelegt.>> Nenne das Problem selbst, statt Deiner Lösungsansätze.
Das ist schon mein bestimmtes Problem:) Ich habe Schaltwandler und
brauche die Kontaktwiderstände der Bauteile die mit der Platine
verbunden sind.
Aufwärtswandler war nur ein Beispiel, will es aber auch auf alle anderen
Schaltwandler anwenden.
Jakob schrieb:>>[...]> Das ist schon mein bestimmtes Problem:) Ich habe Schaltwandler und> brauche die Kontaktwiderstände der Bauteile die mit der Platine> verbunden sind.
Moinsen.
Nein, brauchst du nicht, weil es keine 'Kontakte' insbesondere im Sinne
deines obigen Diagramms sind.
Es handelt sich um stoffschlüssige Verbindungen, du hast keine
'Kontakte' im obigen Sinne (Steckkontakte, Schaltkontakte..), da gelten
ganz andere Regeln.
Google mal in Richtung: Widerstand Lötverbindungen...
IdS,
Baku
Jakob schrieb:> Ich habe Schaltwandler und> brauche die Kontaktwiderstände der Bauteile die mit der Platine> verbunden sind.
Nenne mal ein konkretes Bauteil (z.B. Datenblatt Spule) und die
Frequenz, bei der du es einsetzen willst. Dann werden wir wahrscheinlich
schnell sehen, dass der Kontaktwiderstand der Lötverbindung
vernachlässigbar ist gegenüber dem bauteilinternen, parasitären
Widerstand.
Denn der Spulenbauer wäre doof, wenn er den ESR seines Bauteils durch
Einsatz teuren Materials nach unten drücken würde und dann so kleine
Lötpads vorsieht, dass der Effekt seines teuren Materialeinsatz dadurch
aufgehoben wird.
Alleine schon bei DC betrachtet ist der Einfluß äußerst gering.
Betrachtung der gesamten Verlustleistung: Promille? (Weniger?)
@Jakob: Kannst Du ein µOhm-Meter auftreiben? Zwecks Nachweis im
Versuch: Draht mittig kappen, und ohne Überlappung zusammenlöten.
(Liegend fixiert auf Reißnagelkopf oder durch 2 nahe/benachbarte
Bohrungen geschoben - jeweils allein die Spitzen kontaktieren.)
Falls kein solches Gerät verfügbar, dann bitte glaube es auch so:
Dieser Widerstandswert ist ohne Spezial-Gerät kaum zu er-messen.
Der Einfluß dieses Widerstandes -egal worauf- ist microminimal -
hat Sich Dein Problem nun erledigt, oder wirst noch Du konkreter?
Jakob schrieb:> ich würde gerne wissen wie hoch ich die Kontaktwiderstände eines z.B.> Schaltwandlers ansetzen kann.
Gar nicht.
Deine Frage ist in etwa so sinnvoll wie die Frage nach dem Hubraum eines
Tesla Model X. Ein Schaltwandler hat keine Kontakte im eigentlichen
Sinn. Genauso wie der Elektromotor des Tesla keinen Hubraum hat.
Ansonsten können die ohmschen Widerstände von Bauteil-Anschlußdrähten
(sofern vorhanden) und Leiterbahnen natürlich berechnet werden.
Grundkenntnisse der Physik vorausgesetzt.
Die andere Frage ist die nach der Relevanz. Denn ein geregelter DC-DC
Wandler wird parasitäre Spannungsabfälle auf internen Verbindungen
natürlich ausregeln. Und bei hohen Strömen haben Wandler oft
Sense-Anschlüsse, um den Spannungsabfall auf externen Verbindungen
ebenfalls ausregeln zu können.
Vielen Dank für die Antworten, ich verstehe was ihr meint. Ich habe
leider keine Messmöglichkeiten und suche deshalb einen Ansatz, was für
einen Wert man in der Regel nehmen kann. Ich habe noch ein Bild im
Anhang um es ganz konkret zu beschreiben.
Die blauen Kreise, da sind die Kontaktwiderstände die ich meine. Auch
wenn diese sehr klein sind, würde ich gerne wissen was für ein Wert
dieser sein wird. Vielleicht 0.0001 Ohm?
Nachtrag: zwischen den Komponenten habe ich ja auch Leitwiderstände,
klar die sind auch sehr klein, aber was könnte ich so für diese
Annehmen? Ich hab mir überlegt mit einem Lineal die Längen der
Leiterbahnen zwischen den Bauteilen zu messen, die Fläche des
Querschnitts kann ich jedoch nur abschätzen. Also wäre ich auch mit
einem groben Wert zufrieden. :)
Des weiteren habe ich das hier gefunden:
https://www.avt.et.tu-dresden.de/fileadmin/saet/Archiv_2011_2020/Treffen57/2011-02_Nowottnick_Zuv.pdf
auf Seite 5 sind Widerstände von Lötstellen aufgezeigt 0,8 µΩ für
Ag-gefüllter Leitklebstoff und 0,25 µΩ für SnAgCu-Lot. Welche Lötstelle
bei mir an der Platine verwendet wird weiss ich nicht, nehme dann mal
einen Mittelwert? Und wie Aussagekräftig haltet ihr die Quelle?
Jakob schrieb:> ich verstehe was ihr meint
Tust Du nicht.
Jakob schrieb:> Ich habe leider keine Messmöglichkeiten
Die von mir vorgeschlagene Messung sollte Dir einzig vermitteln,
daß dieser Wert so gering ist, daß er keine Beachtung verdient.
Jakob schrieb:> Auch wenn diese sehr klein sind, würde ich gerne wissen was> für ein Wert dieser sein wird.
Wozu? Das ist die Frage.
Jakob schrieb:> Ich hab mir überlegt mit einem Lineal die Längen der> Leiterbahnen zwischen den Bauteilen zu messen, die Fläche des> Querschnitts kann ich jedoch nur abschätzen.
Du willst diese Werte dann "zusammenzählen", oder was? ;)
Den Innenwiderstand eines Konverters ermittelst so - NICHT...
> Wozu? Das ist die Frage.
Was spielt das für eine Rolle? Frägst du jemandem der dich frägt wie es
dir geht wieso er fragt?
Mir ist schon klar das der Wert gering ist aber der ist nicht 0, also
will ich einfach Wissen wie groß der ist.
> Du willst diese Werte dann "zusammenzählen", oder was? ;)>> Den Innenwiderstand eines Konverters ermittelst so - NICHT...
R= q *l/A ; Innenwiderstand? da steht doch Leiterwiderstand.
Danke für deine Bemühungen
Jakob schrieb:> Nachtrag: zwischen den Komponenten habe ich ja auch Leitwiderstände,> klar die sind auch sehr klein, aber was könnte ich so für diese> Annehmen?
Du kannst sie überschlagsmäßig ausrechnen. Oder messen.
> Ich hab mir überlegt mit einem Lineal die Längen der> Leiterbahnen zwischen den Bauteilen zu messen, die Fläche des> Querschnitts kann ich jedoch nur abschätzen.
Du kannst nicht nur die Länge, sondern auch die Breite der Leiterbahnen
messen. Die Dicke ist standardmäßig 35µm.
> auf Seite 5 sind Widerstände von Lötstellen aufgezeigt 0,8 µΩ für> Ag-gefüllter Leitklebstoff
"Leitklebstoff" hat jetzt was mit "Lötstelle" zu tun?
> und 0,25 µΩ für SnAgCu-Lot. Welche Lötstelle> bei mir an der Platine verwendet wird weiss ich nicht, nehme dann mal> einen Mittelwert? Und wie Aussagekräftig haltet ihr die Quelle?
Die Quelle wird schon ok sein. Nur hängt der Widerstand einer
Lötverbindung stark von Faktoren ab, die man nur schlecht abschätzen
kann. So ein Bauteil "schwimmt" während des Lötprozesses auf dem
geschmolzenen Lötzinn und "setzt" sich beim Abkühlen wieder. Wie dick
danach der (mit Lötzinn gefüllte) Spalt zwischen Leiterbahn (Pad) und
Bauteil-Anschluß ist, kann man nur schätzen. Aber da Lötzinn ein sehr
viel schlechterer Leiter ist als Kupfer, dominiert es den Widerstand.
PS: die verlinkte Quelle geht von einer Lötstelle von 5x5mm² aus, bei
einer Spaltbreite von 50µm. Die Lötstellen an den Bauteilen auf der
gezeigten Platine haben aber wesentlich kleinere Fläche (vulgo:
Querschnitt). Und die Größe des Lotspalts ist - wie gesagt - unbekanntJakob schrieb:>> Wozu? Das ist die Frage.>> Was spielt das für eine Rolle?
Die Frage ist für die meisten Lötverbindungen auf der Platine vollkommen
irrelevant. Nennenswert Strom fließt nur über wenige Bauteile. Und wenn
z.B. die Spule einen Drahtwiderstand von 100mΩ hat, was spielt es dann
für eine Rolle, ob da noch 1µΩ oder 10µΩ Widerstand für Lötverbindung
und Leiterbahn dazu kommen? Gar keine.
> Mir ist schon klar das der Wert gering ist aber der ist nicht 0, also> will ich einfach Wissen wie groß der ist.
Dann miß es halt. Von nichts kommt nichts.
Jakob schrieb:> Ich habe Schaltwandler und> brauche die Kontaktwiderstände der Bauteile die mit der Platine> verbunden sind.
Wofür? Ich denke, Du bist der eizige Mensch auf der Welt,
der das braucht.
Jakob schrieb:> Auch> wenn diese sehr klein sind, würde ich gerne wissen was für ein Wert> dieser sein wird.
Na dann: Schieblehre raus, Geometrie der Pads messen und Widerstand
abschätzen. Den Weg habe ich dir gestern schon erklärt.
Achim S. schrieb:> Wenn du den Wert wirklich berechnen magst würde ich mir in erster> Näherung die Fläche und die Dicke der Lötzinnschicht abschätzen, durch> die der Strom fließen muss. Und das mit dem spezifischen Widerstand von> Lötzinn multiplizieren.
Wie weit bist du mit deinen Rechnung schon fortgeschritten?
Jakob schrieb:> Mir ist schon klar das der Wert gering ist aber der ist nicht 0, also> will ich einfach Wissen wie groß der ist.
Na dann rechne.
Jakob schrieb:> Und wie Aussagekräftig haltet ihr die Quelle?
Die Quelle ist recht seriös. Die haben genau den oben beschriebenen
Rechenweg durchgeführt. Für deine Lötstellen, die eine völlig andere
Geometrie haben, als die in der Quelle betrachtete, musst du dir halt
selbst die Arbeit machen.
Jakob schrieb:> Was spielt das für eine Rolle? Frägst du jemandem der dich frägt wie es> dir geht wieso er fragt?
Nein. Denn in dem Fall ist der Hintergrund der Frage offensichtlich. In
deinem Fall sind offenbar alle außer dir der Ansicht, dass du mit deiner
Fragestellung einen falschen Ansatz verfolgst (den du aus irgendwelchen
Gründen nicht beschreiben willst).
Harald W. schrieb:> Jakob schrieb:>>> Ich habe Schaltwandler und>> brauche die Kontaktwiderstände der Bauteile die mit der Platine>> verbunden sind.>> Wofür? Ich denke, Du bist der eizige Mensch auf der Welt,> der das braucht.
Nee, da gab es schon mal jemanden hier:
Beitrag "Widerstand einer Lötstelle"
Und noch ein paar Wissenschaftler:
https://smtnet.com/library/files/upload/solderjointproperties.pdf
Im letzten Paper steht ein Wert von "ungefähr 0,2 mΩ bei 1206" -- bei
der genannten Lötzinnverbindung, Geometrie, ...
Rechne also einmal mit 0,05mΩ, und einmal mit 0,5mΩ, und wenn dies --
unter Berücksichtigung der anderen Impedanzen! -- einen relevanten
Unterschied macht, kannst Du ja etwas genauer messen.
Jakob schrieb:> Die blauen Kreise, da sind die Kontaktwiderstände die ich meine. Auch> wenn diese sehr klein sind, würde ich gerne wissen was für ein Wert> dieser sein wird. Vielleicht 0.0001 Ohm?
Und? Hätte dieser Wert einen praktischen Nutzen für Dich? Du sagst ja
selber, daß Du solche Werte nicht messen kannst. Wie genau sind denn die
Bauteilwerte? Verschlechtert sich die Toleranz wenn Du den
Kontaktwiderstand mit hinzurechnest? Kann ich mir nicht vorstellen, denn
dann würdest Du in ganz anderen Regionen denken müssen. Dann hat der
Temperaturkoeffizient einen weit aus größeren Einfluss. Dann heißt es im
Meßprotokoll, dieser Wert wurde bei 22,456°C gemessen. Oje! Und dann
noch die Eigenerwärmung, eventuell die Wärmestrahlung der Beleuchtung
oder des Körpers der Person.
mfg klaus
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