Hallo,
ich möchte zwei TO-220 Mosfets parallel als Schalter für ein Trennrelais
verwenden. Die Befestigung der Mosfets ist mir nicht völlig klar.
Ich wollte die Draintabs direkt mit einem massivem Alu Kühlblech mit
Schrauben verbinden - löten geht ja nicht, außer ich würde Messing
nehmen, aber wo sollte dann die enorme Wärmeleistung für´s löten
herkommen? Pro Mosfet fließen schon so 50-60A. Würde eine
Schraubverbindung das hergeben? Ich vermute ja. Da beide Mosfets
parallel liegen, wüßte ich nicht, was gegen das Weglassen einer
Isolation zw. Mosfet und Kühlplatte sprechen würde.
Gruß WoW
WoW schrieb:> ich möchte zwei TO-220 Mosfets parallel als Schalter für ein Trennrelais> verwenden. Die Befestigung der Mosfets ist mir nicht völlig klar.
Was ist dir daran nicht klar? Das TO-220 Gehäuse hat das Loch nicht
dazu, um die Bauelemente auffädeln zu können.
> Pro Mosfet fließen schon so 50-60A. Würde eine Schraubverbindung das> hergeben?
Unklar. Strom != Verlustleistung. Bis ca. 15W Verlustleistung reicht die
Schraube allein. Maßvoll angezogen, mit wenig(!) Wärmeleitpase auf einer
planen (gratfreien!) Oberfläche. Für mehr braucht es Anpreßdruck auf das
Gehäuse. Die Hersteller von Kühlkörpern haben da so praktische Klammern.
Den Stromfluß stellt man bei 50A nicht über die Schraube her, sondern
über den separaten Drain-Anschluß.
> parallel liegen, wüßte ich nicht, was gegen das Weglassen einer> Isolation zw. Mosfet und Kühlplatte sprechen würde.
Wenn dich nicht stört, daß der Kühlkörper dann auf Spannung liegt. Und
das mit dem extra(?) Blech solltest du auf nochmal überlegen.
Standard sind heutzutage weiche Wärmeleitpads. Die isolieren elektrisch,
man braucht keine Wärmeleitpaste und bohren muß man auch nicht, wenn man
Befestigungklammern verwendet.
Ich wollte noch was ergänzen, aber als Gast gab es da Zeitprobleme.
Ich möchte aus konstruktiven Gründen den Kühlkörper als teitenden
Anschluß verwenden.
Wenn man das Tab aber als elektrischen Anschluß verwenden möchte, dann
ja wohl nicht mit einem Alu-kühlkörper wegen der Oxidschicht des Alus.
Löten geht nicht mit Alu und Schrauben scheint mir auch zu unsicher
bezüglich übergangswiderstand. Also Messing als Kühlblock?
>Den Stromfluß stellt man bei 50A nicht über die Schraube her, sondern über den
separaten Drain-Anschluß.
Du meinst die Lötfahnen? Aber bei SMD-Varianten wird ja auch bei hohen
Strömen das Tab benutzt
Gruß WoW
WoW schrieb:> Du meinst die Lötfahnen? Aber bei SMD-Varianten wird ja auch bei hohen> Strömen das Tab benutzt
Das wird dann aber nicht auf einen Kühlkörper geschraubt. Erkennst Du
den Unterschied?
Für die vielleicht 0,2W bei dauerhaft eingeschaltet brauchts keinen
Kühlkörper. Beispiel Bauteil
https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/ntd80n02-d.pdf
Wenn unbedingt über die tabs kontaktiert werden muß, laß dir was bauen
aus Stahlblech verzinkt oder Kupferblech.
>Das wird dann aber nicht auf einen Kühlkörper geschraubt. Erkennst Du>den Unterschied?
Eine Kabelschuhverbindung ist im Prinzip auch nichts anderes, als diese
Verschraubung. Und dort fließen auch höhere Ströme. Ich kann mangels
Erfahrung nicht einschätzen, wo bei einem verschraubten TO220-Tab da die
Grenzen liegen. 10A, 20A, 50A?
Gruß WoW
50A ueber einen TO220 sind eher unwahrscheinlich. Bitte nachrechnen. Ja,
ich weiss es gibt solche Spezifikationen. Der Anschluss ist aber nur
vielleicht 1^2, und was ist die Leiterbahn ?
Fuer 50A im DC Betrieb muss man sich schon Muehe geben, mit
Stromschienen und dergleichen.
Oft ist uebrigens das Pad, resp der mittlere Pin nicht geeignet fuer
direkten Kuehlkoerperanschluss, dann muss eine Isolation drunter.
Und diese M3 Schrauben am Waermepad sollte man fuer den Strom vergessen.
Wenn man ordentlich Waerme wegbringen will, muss man, am Besten mit
einem Aluprofil ueber das Plastikgehaeuse, ordentlich Druck auf das
Gehaeuse geben, mit einem Fett oder so zwischen Waermepad und
Kuehlkoerper.
Wenn man richtig Leistung durchlassen will, sollte man besser auf TO247
gehen.
WoW schrieb:> Ich möchte aus konstruktiven Gründen den Kühlkörper als teitenden> Anschluß verwenden.> Wenn man das Tab aber als elektrischen Anschluß verwenden möchte, dann> ja wohl nicht mit einem Alu-kühlkörper wegen der Oxidschicht des Alus.> Löten geht nicht mit Alu und Schrauben scheint mir auch zu unsicher> bezüglich übergangswiderstand. Also Messing als Kühlblock?
Du hast also schon verstanden, dass das eine ganz blöde Idee ist. Aber
Du willst es nicht akzeptieren ...
Es gibt Kühlkörper mit Kupferkern. Vor allem für PCs. Da könntest Du mit
einer Heißluftpistole deine beiden TO220 drauf setzen. Ob die das
überleben? Ehr nicht ...
Außerdem hält eine ständig thermisch belastete Lötstelle nicht lange.
Naja.
Avanti dilettanti! :-)
Gruß
Jobst
>Du hast also schon verstanden, dass das eine ganz blöde Idee ist. Aber>Du willst es nicht akzeptieren ...
Hm ;-) Es gibt zwischen Genialität und Murks viele Stufen.
Mit Reflow wäre das auch lötbar.
Das eigentliche Problem ist, daß alles mal wieder sich zeitlich
überschlägt: Ich habe ein SS-Trennrelais mit Controllersteuerung für
unseren Camper "gebaut". Schalplan aufgezeichnet, Controller
programmiert und das ganze prototypenmäßig ohne nennenswerten Kühlkörper
in eine Kunststoff-Verteilerdose als Gehäuse untergebracht. Getestet am
Labortisch ohne Leistung. Hat sofort funktioniert. In den Camper
eingebaut: Hat immer noch super funktioniert. Dann spaßeshalber sofort
eine 1100 Watt Cappuccino-Maschine angeschlossen: Hat immer noch
funktioniert. Dann 1000W Heizlüfter angeschlossen - hat ein paar Minuten
auch noch funktioniert und dann sind die Fets heruntergefallen. Klar -
ganz war nicht viel anders zu erwarten. Nur wollten wir jetzt in den
Urlaub fahren und jetzt muß halt was funktionstüchtiges notdürftig in
Nullzeit gebaut werden. Nach dem Urlaub werde ich das dann vernünftig
aufsetzen.
Gruß WoW
WoW schrieb:> und dann sind die Fets heruntergefallen
Der interessante Aspekt ist jetzt, hatten die Halbleiter hohen
Innenwiderstand oder ist eher die Platine zu heiß geworden?
Übrigens ergeben 1000+1100W bei 12V sportliche 175A :-)
>Übrigens ergeben 1000+1100W bei 12V sportliche 175A :-)
1. Ich habe die Verbraucher nicht zeitgleich angeschlossen. Die
Cappuccino-Maschine mit 1100 Watt hat einen Bimetallschalter - also ist
die nicht dauernd aktiv gewesen. Der Heizlüfter hatte zwar 100W weniger,
aber die lief ununterbrochen.
2. Also so gnädig, daß ich zwei Mosfets parallelgeschaltet habe, war ich
dann doch. Also starke 50A pro Mosfet
>Der interessante Aspekt ist jetzt, hatten die Halbleiter hohen>Innenwiderstand oder ist eher die Platine zu heiß geworden?
Das ist nicht so einfach zu beantworten. Das Ganze ist ja ein
provisorischer Aufbau. Ich habe mal ein Bild gemacht. Die Mosfets sind
so hingestellt, wie sie verlötet waren. Man sieht große Verformungen des
Kunststoffes an der Stelle, wo die Mosfets waren, aber auch am rechten
Anschlußterminal. Die Messingplatte hat sich dort sehr tief in den
Kunststoff hineingeschweißt. Die Schrauben für die Terminals sind aus
V2A. Leitungsmäßig nicht gut. Aber als M6-Schraube vermutete ich
trotzdem keine Probleme. Aber vielleicht war der Übergangswiderstand von
Schraube zu Messing trotzdem zu hoch.
Für die Sofortlösung plane ich jetzt 4 Mosfets mit Aufsteckkühlkörper
einzusetzen und außen noch ein Mini-Lüfter draufblasen zu lassen. Was
anderes kann ich in der Kürze nicht organisieren. Dann Test und im
Zweifel die Kaffeemaschine zuhauselassen.
Gruß WoW
Ich hab den Verdacht, die Schrauben haben geheizt :-)
Ich würde bei der Stromstärke eher M8 Stahl verzinkt nehmen. Bei den
üblichen 30V/80A-Mosfets ist rds(on) umme 5mΩ wenn gut angesteuert, da
heizt nix großartig. 2 davon parallel und du hast vielleicht 0,2W in den
Halbleitern.
Naja - gehen wir mal vom positivsten Fall aus: Die 100A teilen sich
50/50 auf die beiden Mosfets auf: I=50A; R= 3mOhm => das sind dann schon
7,5 Watt pro Fet. Das ist schon eine Heizung. Aber die Terminals haben
wahrscheinlich ihren Anteil daran gehabt.
Gruß WoW
WoW schrieb:> Das eigentliche Problem ist, daß alles mal wieder sich zeitlich> überschlägt: Ich habe ein SS-Trennrelais mit Controllersteuerung für> unseren Camper "gebaut". Schalplan aufgezeichnet, Controller> programmiert und das ganze prototypenmäßig ohne nennenswerten Kühlkörper> in eine Kunststoff-Verteilerdose als Gehäuse untergebracht. Getestet am> Labortisch ohne Leistung. Hat sofort funktioniert. In den Camper
Vielleicht stellst du deinen Schaltplan hier mal vor. Du wärst nicht der
Erste, der MOSFETs mit einer unzureichenden Gatespannung ansteuert. Vor
allem wenn ich 'Controller' höre, muss ich an 5V oder 3,3V denken.
WoW schrieb:> Zu den Mosfets: P-Mosfet mit 3mOhm RDSon
Ich nehme für 80A N-FET mit 0.6 mOhm RDSon
Macht halt immer noch 4Watt die im Fahrzeug weggekühlt werden müssen.
Sehr lästig im Sommer und bei konvektionsarmen Bauraum.
Dann sollte man sich auch noch Gedanken drueber machen wie man die
Waerme aus dem Gehaeuse wegbekommt, wenn man sie denn mal vom Halbleiter
weg hat. Die Idee mit rostfreien Schrauben ist eher Quatsch. Ich wuerd
eher auf Stromschinen gehen, und dort kann dann was untergeklemmt
werden.
Ich gebe noch ein Feedback. Wegen Schaltplan, Controller usw.: Ich bin
nicht ganz unbeleckt in diesem Bereich (E-Technik Studium vor längerer
Zeit) und weiß schon, wie ein Mosfet angesteuert werden muß. Das Problem
war, daß ich eigentlich wußte, daß dieser Prototyp für den Test der
Funktion ausreichend war und für hohe Ströme eine neue robustere HW
nötig ist. Nur dann kam mir der Furz mit der Cappuccinomaschine und das
hoffen auf ein Wunder wo man eigentlich weiß, daß es das nicht gibt.
Nun gut - ich habe jetzt noch etliche Stunden investiert und es
tatsächlich geschaft diesen Prototypen halbwegs standfest hinzubekommen.
Ich mußte dabei nehmen, was im Haus war. Die Fets wurden auf zwei
30x60qmm 0.5er Messingbleche gelötet. Ich habe die Drainanschlüsse der
Gehäuse und den bedrahteten Drain-Anschuß verwendet. Ein Lüfter wurde
auch noch hinzugefügt, wobei der jetzt eigentlich gar nicht mehr
zwingend war. Der Heizlüftertest ohne Fan mit über 100A lief positiv -
die Messingbleche waren leicht warm. Ich bin jetzt wirklich zufrieden,
was aus dieser Primitiv-HW noch geworden ist.
Gruß WoW
