Hallo, Da ich meinen fliegenden Aufbau für eine Stromsenke zum Akku testen mal gegen was "ordentliches" ersetzen möchte habe ich eine Platine dazu geroutet. Eckdaten sind Belastbarkeit bis 5A bei 50V. Strom ist über I-Set einstellbar. Habe ich im Layout noch irgendeinen groben Fehler / NoGo drin den ich selbst nicht sehe? Grüße Energieverheizer
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Energieverheizer schrieb: > Hallo, > > Da ich meinen fliegenden Aufbau für eine Stromsenke zum Akku testen mal > gegen was "ordentliches" ersetzen möchte habe ich eine Platine dazu > geroutet. > Eckdaten sind Belastbarkeit bis 5A bei 50V. > Strom ist über I-Set einstellbar. > Habe ich im Layout noch irgendeinen groben Fehler / NoGo drin den ich > selbst nicht sehe? > > Grüße > Energieverheizer Sieht nicht sooooo schlecht aus. Schau jedoch das Du die stromführenden Leitungen breiter machst. Die Symetrie ist nicht nötig, denn die FETs werden eh lokal geregelt. Die 470/4k7 - Widerstände am Gate - warum? Auch wenn die FETs nicht geschaltet werden und daher der Hub am Gate nicht soooo hoch ist: es gibt genau eine Situation, in der die ziemlich zackig abgedreht werden müssen: Du stellst mit I_soll einen Wert ein - und es ist noch keine Spannungsquelle angeschlossen. Die FETs werden natürlich voll geöffnet. Und dann klemmst Du die Spannungsquelle an... Da Du Akkus erwähnst die gewinnen fast immer gegen die FETs. Also las Dir da was einfallen damit das nie und nicht passiert.
Mir ist zwar immernoch nicht klar, warum man für eine Stromsenke FETs verwenden will. Und dann einen Typ, bei dem ich im SOA-Diagramm keinen eingezeichneten DC-Bereich finde. Und vermutlich nur wegen der Steilheit der FETs brauchst du dann 8 unabhängige Stromregelungen. Mit Bipolartransistoren könnten die Shunts im Emitterzweig gleichzeitig den Transistorstrom symmetrieren... Davon unabhängig finde ich das Layout ok.
Einige Leiterbahnen könnten breiter sein, im Bereich des Massesternpunktes könntest du theoretisch auch die gesamte Fläche füllen. Einige Lagenwechsel sind nicht notwendig z.B. zwischen C71 und R74. Es gäbe diverse Stellen an denen du das Layout robuster machen könntest.
Generell könnte ich dir noch den Tipp geben alle leeren Flächen zu füllen, hat einige Vorteile: - Platine wirkt dann zusätzlich zu den Kühlkörpern zur Wärmeabfuhr (auch wenn dies nur wenige Prozent ausmacht - Es muss weniger weggeätzt werden, ist deshalb umweltfreundlicher sowie Ressourcen-schonender - du könntest wenn du das Layout noch mal deutlich überarbeitest deutlich breitere Leiterbahnen zeichnen, bzw. riesengroße Flächen statt den dünnen Leiterbähnchen verwenden Deine Entstörkondensatoren könnten etwas schöner angebunden sein, erfüllen aber trotzdem noch ihren Zweck bei der trivialen Schaltung. Es gibt kleinere Bauformen die du theoretisch unter den Sockel für die Operationsverstärker platzieren könntest. (Früher gab es sogar für TTLs Sockel welche den Abblockkondensator integriert hatten)
Die 470R vorm Gate sind völlig in Ordnung, manche Opamps fangen sonst an zu schwingen wenn diese die Gatekapazität "sehen". Allerdings wäre mir persönlich der Aufwand zu hoch um mehrere kleine TO220 Fets anzusteuern. Und eine E-Last hab ich mir auch schonmal gebaut, aber in bipolar und 32A/50V/400W (was zuerst begrenzt) AVR: Beitrag "Re: Zeigt her eure Kunstwerke (2017)" ARM Aufrüstung: Beitrag "Re: Zeigt her eure Kunstwerke (2017)" Wenns unbedingt FETs sein müssen nimm was dickes wie IRFP250/240 Im DB haben die zwar auch keine DC Kennlinie, aber sie wurdn schonmal in BK Precision Lasten gesichtet. Auch mit Platine kann es noch ein fliegender Aufbau sein, erst mit Gehäuse ist es dann fertig ;)
Energieverheizer schrieb: > Eckdaten sind Belastbarkeit bis 5A bei 50V. > Strom ist über I-Set einstellbar. Immerhin schon mal 8 FETs anstatt einem, wie es einige Experten immer wieder machen. Aber was bitte soll ein 82A/13mOhm FET bei 5/8 = 625mA pro Zweig? Totaler Käse. Selbst wenn du bis auf vielleicht 0,8V entladen willst, reicht dafür 1,3Ohm minimaler R_DS_ON. Ein oller BUZ11 reicht dicke und ist gutmütiger, vor allem weil er weniger Steilheit hat. > Habe ich im Layout noch irgendeinen groben Fehler / NoGo drin den ich > selbst nicht sehe? Ein Pull-Down am I-Set Eingang wäre sinnvoll, damit der ohne Quelle keinen Unsinn macht. Außerdem noch ein hochohmiger Pull-Up an jedem -Eingang der OPVs, so um die 1-5M, damit man einen klitzekleinen Stromoffset reinkriegt und der Regler bei 0V am Solleingang auch WIRKLICH dicht macht.
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Vielen Dank für die ganzen Tipps. Leiterbahnen mach ich breiter. MiWi schrieb: > Du stellst mit I_soll einen Wert ein - und es ist noch keine > Spannungsquelle angeschlossen. Die FETs werden natürlich voll geöffnet. > Und dann klemmst Du die Spannungsquelle an... Da Du Akkus erwähnst die > gewinnen fast immer gegen die FETs. Das ist ein guter Hinweis.. Da hab ich jetzt was reingebastelt (siehe Anhang). I-Set wird auf Null gehalten solange keine Spannung an V+ anliegt. Die IRF2807 FETs nehm ich deshalb, weil ich davon noch gut 50 Stk liegen hab. I-Set hat schon einen Pulldown. Den sieht man nur nicht im Schaltplan. Viele Grüße :)
Ich finde den Aufwand für 5 lumpige Ampere zu heftig. 50A wäre ne sinnvolle Hausnummer. Für so kleine Ströme kommt man mit Hochleistungswiderständen plus Kühlkörper und evt. Lüfter viel schneller ans Ziel.
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Cyblord -. schrieb: > Ich finde den Aufwand für 5 lumpige Ampere zu heftig. 50A wäre ne > sinnvolle Hausnummer. > > Für so kleine Ströme kommt man mit Hochleistungswiderständen plus > Kühlkörper und evt. Lüfter viel schneller ans Ziel. es spielt aber - glücklicherweise - keine Rolle was du "findest" sondern das, was der TO machen will...
MiWi schrieb: > es spielt aber - glücklicherweise - keine Rolle was du "findest" sondern > das, was der TO machen will... Trotzdem halte ich es für legitim eine solche Meinung zu dem Thema hier auch einzubringen.
Jeder darf dazu seine Meinung einbringen, solange es nicht anfängt beleidigend zu werden... Ja, die Senke ist brutal Überdimensioniert für den eigentlichen Zweck. Aber vileicht will ich ja auch mal mehr Strom, dann ist der begrenzende Part erstmal nur der Kühlkörper. Andere fahren SUV, und ich hab ne unnötig fette Senke ;)
Na dann schnall doch erstmaln Lüfter ran und guck was dann weggebraten geht.
So überdimensioniert finde ich das Setup gar nicht! Du wirst Staunen wie heiß die 250W anden Halbleitern werden! Das Layout lässt ja keinen allzugroßen KK zu. Ichin
Ichbin schrieb: > So überdimensioniert finde ich das Setup gar nicht! > Du wirst Staunen wie heiß die 250W anden Halbleitern werden! > Das Layout lässt ja keinen allzugroßen KK zu. Es geht nicht um "überdimensioniert". Aber der Aufwand in Layout und Bauteile ist groß dafür dass sie eben nur für 5A ausgelegt ist. Das schränkt die Nutzbarkeit stark ein und führt das ganze Projekt etwas ad absurdum. 30V/30A bei 250W max. Leistung wäre sinnvoller. In dem Bereich rangieren käufliche elektronische Lasten der unteren Preisklasse nicht ohne Grund.
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Ichbin schrieb: > Das Layout lässt ja keinen allzugroßen KK zu. Warum? Ich kann das ganze doch auf einen beliebig grossen KK schrauben.
Energieverheizer schrieb: > Ichbin schrieb: >> Das Layout lässt ja keinen allzugroßen KK zu. > > Warum? > > Ich kann das ganze doch auf einen beliebig grossen KK schrauben. Denk Dir nix, da schwubelt einer herum... Ich hab sowas für eine sehr... dynamische Last mit einem sehr ähnlichen Layout - allerdings nur mit 4 FETs pro Modul - für ein bischen mehr Leistung gebaut...
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Habe nach einigen Änderungen den Leistungsteil jetzt fertiggestellt. Es sind jetzt 12 FETs auf einem 200x300x40 mm Kühlkörper geworden. Die Stromtragenden Leiterbahnen wurden durch 1mm² Kupferlitze ersetzt und die Platinen sind getrennt in Leistungs und Steuerteil. Die Lochrasterplatine obenauf ist noch ein Provisorium zum testen und wird später (sobald ich die Steuersoftware fertig habe) gegen die eigentliche Steuerplatine ersetzt. Bisherige Tests liefen schon ganz gut, kein schwingen über den vollen Spannungsbereich von 1-60V und Strom 0-10A. Bei Dauerlast von 400W über 2 Stunden wird der Kühlkörper ca. 65 °C und die Transistoren am Gehäuse ca. 110 °C heiss. Da muss ich wohl noch am Lüftungskonzept arbeiten. Grüße Energieverheizer
@Energieverheizer Eine Bitte: 1,14Ah 44,88Wh 38,22V 6A
Energieverheizer schrieb: Gratulation! > Spannungsbereich von 1-60V und Strom 0-10A. > Bei Dauerlast von 400W über 2 Stunden wird der Kühlkörper ca. 65 °C und > die Transistoren am Gehäuse ca. 110 °C heiss. Auf welcher Seite des Gehäuses? Denn 110°C sind nun nix was so schrecklich ist, denn ohne Zwangskühlung werden die FETs auf der "Oberseite" ungefähr so warm wie der Halbleiter selber - und da sind 110° absolut ok. Dein Teil wird auch nicht Monate und Jahre durchlaufen und daher sollte schon das passen. > Da muss ich wohl noch am Lüftungskonzept arbeiten. Es würde helfen wenn die Ventilatoren nicht gegeneinander arbeiten müssen sondern so angeordnet werden das sie den _ganzen_Kühlkörper mit Luft anströmen. So wie am Foto werden nur max ca. 2/3 angeblasen - und da arbeiten die zur Hälfte auch noch gegeneinander.... Weiters würde ich die FETs gegeneinander versetzen, denn auch die arbeiten am KK gegeneinander, die Wärme kann (Bild 1 als Referenz) nur nach oben und unten ausweichen - dort wo keine Kühlung auf der anderen Seite stattfindet. mM nach wäre es besser Du drehst die Anordung am KK um 90° und sorgst für Luft zwischen allen Kühlrippen, dann hilft das schon besser. Aber abgesehen von solchem Kleinkram - gut gemacht und nochmals: Gratulation
Leg das Ding mal auf die Seite (nicht front oder Rückseite) und schaue dir dann noch mal die Temperaturen an ;)
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Energieverheizer schrieb: > Da muss ich wohl noch am > Lüftungskonzept arbeiten. Die Ventilatoren haben Abstand zum Kühlkörper, da geht Luft verloren. Energieverheizer schrieb: > Bei Dauerlast von 400W über 2 Stunden wird der Kühlkörper ca. 65 °C und > die Transistoren am Gehäuse ca. 110 °C heiss. An der Transistormontage kannst Du auch noch arbeiten. 1,35 K/W Wärmeübergangswiderstand sind verbesserungsfähig. Ist es möglich, die Transistoren ohne Isolierung zu befestigen, und dafür den KK zu isolieren?
Falk B. schrieb: > Immerhin schon mal 8 FETs anstatt einem, wie es einige Experten immer > wieder machen. Aber was bitte soll ein 82A/13mOhm FET bei 5/8 = 625mA > pro Zweig? Hat immerhin einen Vorteil: mehr Siliziumfläche und damit die Möglichkeit, auch mal ein bisschen thermische Energie selber wegzustecken (größerer Cth). Energieverheizer schrieb: > Bei Dauerlast von 400W über 2 Stunden wird der Kühlkörper ca. 65 °C und > die Transistoren am Gehäuse ca. 110 °C heiss. Da muss ich wohl noch am > Lüftungskonzept arbeiten. Das passt. Die Bauelemente müssten 175°C Tj (also auf dem Silizium) abkönnen. Wolltest du das jetzt jahrelang im Dauerbetrieb halten, müsstest du mal über Bauteilalterung, also Arrhenius nachdenken. Bei der vermuteten Nutzung von ein paar Stunden im Jahr ist das schlicht egal.
Danke für die Antworten. Ich werde die vier Lüfter dann gegen 2 grössere (140mm) ersetzen und diese direkt auf den Kühlkörper montieren. Den ganzen Kühlkörper um 90° drehen geht leider vom vorgegebenen Platz nicht. Grüße Energieverheizer
Energieverheizer schrieb: > Danke für die Antworten. > > Ich werde die vier Lüfter dann gegen 2 grössere (140mm) ersetzen und > diese direkt auf den Kühlkörper montieren. Sorge dafür das alle Kanäle durchlüftet werden... und das geht am besten wenn Du diese Lüfter einfach in einer Reihe von oben nach unten anordnest... da braucht es keine neuen Lüfter. > Den ganzen Kühlkörper um 90° drehen geht leider vom vorgegebenen Platz > nicht. > Du hast mich falsch verstanden: die FETs am KK anders montieren damit der Wärmefluß besser wird, nicht die Montage vom KK wo auch immer....
MiWi schrieb: > Du hast mich falsch verstanden: die FETs am KK anders montieren damit > der Wärmefluß besser wird, nicht die Montage vom KK wo auch immer.... Ah jetzt! Da komme ich drauf zurück wenns nicht anders geht, denn das Bohren der ganzen Löcher mit dem Akkuschrauber war eine Scheissarbeit.. Grüße Energieverheizer
Deshalb wärs auch ne bessere Idee gewesen weniger Kanäle zu bauen, aber die dann mit Transistoren im TO247 Gehäuse. Oder noch besser TO264, dann kannste 400W mit 4 Kanälen verblasen ;) Größenvergleich: https://www.mikrocontroller.net/attachment/340375/SAM_2909k.jpg
Mw E. schrieb: > Deshalb wärs auch ne bessere Idee gewesen weniger Kanäle zu bauen, aber > die dann mit Transistoren im TO247 Gehäuse. > Oder noch besser TO264, dann kannste 400W mit 4 Kanälen verblasen ;) Das ist durchaus Richtig aber ich hab mich nunmal dazu entschlossen die Transistoren zu nutzen die ich noch liegen habe. Sonst liegen die noch in 10 Jahren hier rum ;) Grüße Energieverheizer
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Soo.. Fertig ist der Apparat. Hab über Pfingsten die Steuerung gebaut. Hat 10 Speicherplätze, jeder individuell einstellbar, Einstellungen werden im EEProm abgelegt. Die Steuerung besteht aus: ATMega 8 10 LED 12-Bit R2R DAC (endlich ist die Rolle 3,65k 1% aus der Pollinkiste mal zu was gut ;) 4 Tasten Einstellbereich ist von 45mA bis 11,6A in 2,8mA Schritten. Im Testlauf war eine Schwankung von ca. +-2mA über 2 Stunden bei 200W zu messen. Das ist für meine Zwecke mehr als aussreichend. Kühlung ist durch andere Anordnung der Lüfter jetzt auch gut.
Max G. schrieb: > Falk B. schrieb: >> Immerhin schon mal 8 FETs anstatt einem, wie es einige Experten immer >> wieder machen. Aber was bitte soll ein 82A/13mOhm FET bei 5/8 = 625mA >> pro Zweig? > > Hat immerhin einen Vorteil: mehr Siliziumfläche OK, ist aber nicht kriegsentscheidend. > und damit die > Möglichkeit, auch mal ein bisschen thermische Energie selber > wegzustecken (größerer Cth). Nö, denn die thermischen Kapazitäten wirken nur bei LeistungsPULSen, nicht im eingeschwungenen (DC) Zustand. Außerdem sind die ziemlich klein, die sind in ein paar ms durchgeheizt.
Energieverheizer schrieb: > Danke für die Antworten. > > Ich werde die vier Lüfter dann gegen 2 grössere (140mm) ersetzen und > diese direkt auf den Kühlkörper montieren. Naja, das klingt alls nur nach KdF. Die Lüftzer pusten strunzdummm auf ein Wand, die Luft wird weiß der Geier wie verwirbelt. Klar, besser als gar nix, aber immer noch deutlich schlechter als eine gescheite Luftströmung entlang der Kühlrippen. Dort gehört ein Blech drauf und dann die Rippen mit mehren Lüftern schön gerade anblasen. > Den ganzen Kühlkörper um 90° drehen geht leider vom vorgegebenen Platz > nicht. Man könnte den Kühlkörper halbieren und die Hälften mit den Rippen gegeneinanden zu einem Luftkanal zusammenschrauben. Dort kann man dann schön mit einem Lüfter einpusten! So machen es viele Kühlaggregate. Aber wie schon von Anderen bemerkt, sind 110°C Gehäusetemperatur für so einen Transistor eher eine Wohlfühltemperatur ;-)
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