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Platinenlayout Widerstand-ersatzschaltung

Verfasst: 22.04.2007, 11:56
von jürgen_sh44
Soo.. nun zu den Platinen, Stromstärken
Leitungsbahndicken und breiten...

Also die Platinen, wie ich se von hand löte werden auf 35µm pads aufgerastert.
In dem fall nehm ich für hochbelastete Leitungen 2,5mm² aufgelötet auf die pins,
normale verbindungen mit versilbertem kupferdraht 0,6mm für signalleitungen,
für leicht belastete komplett auf der ganzen Länge extra verzinnt.

Ätzen lassen habe ich bisher noch nichts.
Wenn ich also von dem Layout ausgehe:
Bild
habe ich über den daumen gepeilt an der zuleitung zum mosfet 7mm breite

"nach" dem mosfet wegen platzmangel 3-4mm

auf den laststrombereich würde ich komplett rundum masse und plus noch extra entlötkupferlitze auflöten:
breite 2,5mm dicke ca 0,25mm..
dazu die bahnen noch komplett verzinnen, wegen der wärmeableitung+ stabilität+konservierung

# über die sonstigen bahnen ist das einzige was etwas strom hat über die transistoren, der lade und entladestrom der gate-kapazität der beiden mosfets (ca 3500pF pro Gate bei 1Mhz).
Frequenz des bts pwm-dimmers sind maximal 125Hz,
zur Verfügung stehender umladestrom sind jeweils + - 800mA für beide gates, über die transistoren.
Die P-Fets haben einen widerstand von 0,02Ohm, parallel "ca"0,01
deswegen kommt ein großes kühlblech als grundplatte drunter,auf das die mosfets geschraubt werden.
RxI²= unter 20Watt (0,02Ohm x 30A x 30A = 18W ) bei 2-P-Fets weniger+verteilt

# bei meiner sitzheizung hab ichs ohne treiberstufe am laufen gehabt mit logic-level-n-fets mit maximal + - 25mA zum gateumladen, pro gate jweils ein pin mit max 25mA (widerstand begrenzt)
das hat bei der frequenz von 670Hz ausgereicht, so dass der mosfet auch bei 50watt Last getaktet nichtmal handwarm wurde. vollast war ohne taktung, also wie ein relais, mit 0,006Ohm (N-Fets)

Zur Ätzplatine:
Wenn ich den sprutlink zugrundelege: http://www.sprut.de/electronic/switch/u ... .htm#draht
Und mal von den 5mm 35µm Bahnen ausgehe, habe ich bei dem genannten widerstand und 30A, und 15cm leitungen (länge platine ca 100x60mm)

Breite 5mm , dicke 35µm; widerstand 15mOhm; Strom 30A (+50% aufschlag)
0,015Ohm * 30A * 30A = 13,5Watt, verteilt auf 15cm Länge, bzw eine Fläche
von: 0,5 * 15cm = 7,5cm²
also rund 15Watt auf 7cm² => 15/7 = ca 2W/cm²

geht noch??
als hochgerundeten Wert ??
hmm. wohl doch die 70µm nehmen..
oder gibt sich das mit dem auflöten der kupferlitze..

Einwände?
Hab ich mich mit ner Kommastelle vertan?
(EDIT: jawoll da war was daneben, jetzt müsste es passen, hab mit
RxI=W statt RxI²=W gerechnet.. )



PS.:
Die im Plan groß eingezeichneten Diode sind Freilaufioden und suppressordioden zum schutz der mosfets gegen überspannung.
die widerstände, wenn belastet sind 5Watt widerstände von reichelt
(63cent) bzw 1-2Watt..


EDIT: RECHENFEHLER korrigiert

Verfasst: 22.04.2007, 21:33
von MainzMichel
Sieht schön aus!
Und welchen Widerstand willst Du mit der Schaltung ersetzen? Bild

Adios
Michael

Verfasst: 22.04.2007, 22:10
von JörgFl
Hallo Jürgen,
Schöne idee... die hatte ich auch mal, aber mein Widerstand ist ja noch in Ordnung :wink:

Sehe ich das richtig, das du den 500W lüfter mit 2 Mosfet steuern willst??
Per PWM ?
Als erstes fallen mir die unheimlich dünnen Leiterbahnen an den Lastanschlüssen des Mosfet auf...wenn das man nicht wegschmogelt... :?
OK- du willst was drauflöten, aber die Ströme gehen hier bis zu 50A und 46 auf dauer.... 8) könnte aber reichen.
Kabel in 2,5mm² sind etwas zu dünn- besser doppelte nehmen.
Ein Designfehler hat das ganze anscheinend noch- die Mosfets dürfen bei Parallelschaltung nicht ohne ausgleichswiderstand am Gate angeschlossen werden. Auch konnte ich in deiner Schaltung(kann nicht alles sehen wegen dem blauen :? ) die Ansteuerung der Mosfets nicht erkennen?? ist wohl vom blau verdeckt- haste den mal ohne blau?

Ausgleichs widerstand weil sonst eine leichte Ungleichheit im Durchgangswiderstand zum durchbrennen des Mosfets führt der den niedrigeren hat...

Tante Edith:Habe mich nochmal informiert- bei den zweien die du nutzt sollte es ohne schutz gehen...
Warum regelst du denn nicht alle stufen über den PWM regler??
3 eingänge- 3 stufen... oder doch lieber mit einer Widerstandskaskade???

Verfasst: 23.04.2007, 01:59
von jürgen_sh44
@mainz michel:
den für 85 bzw 110euro .. vorwiderstand 500W lüfter stufe 1 und 2

@Jörg:
weiiil..
die 3.stufe unabhängig sein soll, weil die schaltung ja auch futschgehen kann ;-) -so wie der widerstand..

und nein, da sollen keine 50A drüber, sondern nur 50% also so 20A
bzw anlaufstrom kurz deutlich mehr, aber nicht auf dauer..
den schaltplan ohne blau kannste in karl.s. versagensbeitrag sehen ..
die versorgung der mosfets mit strom könnte man auch anschrauben, da + auf der öse liegt, aber der ausgang bleibt weiterhin n kleiner fuß..

Hab inzwischen eh ne bessere Lösung:
nur der bts pwm steuerteil, und dahinter ein solid state relais..
da wäre nur noch die frage, wo man das günstig genug herbekommt, und ob das schnell genug schalten kann, dass es net heiß wird..
die können dann nämlich 90A..
weniger teile, weniger leitungen, und massive schraubanschlüsse..


anforderungen ans solid-state:
BILLIG (20euro..)
ansteuerung DC 12V
Last DC 60..XA
schaltfähig mit 125Hz
-möglichst robust gegen spannungsimpulse/überspannung..

edit:
hab mal den schaltplan da unten rangemacht, so solls aussehen, nur bei den widerstandswerten an den treiber-transistoren bin ich mir net sicher..
hab noch keine treiberstufe benutzt/ mit transistoren so gearbeitet..


AnsteuerIC http://www.conrad.de/goto.php?artikel=175986
mosfets 2mal http://www.conrad.de/goto.php?artikel=162399

Bild

Verfasst: 23.04.2007, 07:48
von MainzMichel
Aha! Danke für die Info.
Sehe ich das richtig, dass das der Orkanlüfter ist? So einen habe ich auch noch da rumliegen. Ohne Vorwiderstand...

Adios
Michael

Verfasst: 23.04.2007, 10:44
von meesi
0,015Ohm * 30A = 0,465Watt
Entweder verstehe ich nicht was du da machst oder du hast dich vertippt und noch falsch gerechnet.....

R*I=U also wäre 0,0155Ohm * 30A =0,465Volt


und P= R*I^2 = 0,015Ohm * 30A * 30A = 13,5 Watt

Das wäre dann doch ein Bisschen mehr........

Verfasst: 23.04.2007, 13:43
von jürgen_sh44
äh, stimmt .. was hab ich denn da fürn scheiß gerechnet.. :shock:
ich hab die ohm als spannungsabfall gerechnet statt als widerstand.. :roll:
und das gleich zweimal... :shock:
war wohl doch etwas spät/früh :wink: ... Danke für den Hinweis..

Verfasst: 23.04.2007, 20:13
von jürgen_sh44
Ähem:
Update:
vorwiderstand an den mosfets, damit der treiber net durchbrennt,
die mosfet gates untereinander regeln das selbst ein mit der erwärmung.

Strom bekommen die mosfets über die metallöse
strom raus kommt am mittleren pin, und geht auf die dicke fläche,
pin 3 wird abgezwickt, da er mit der metallöse verbunden ist, und somit überflüssig
Es können so maximal 4 Mosfets eingebaut werden, mit 2 hab ichs ja berechnet..
Größe 100x80mm

Bild

Bild

Verfasst: 23.04.2007, 20:54
von JörgFl
Hi Jürgen,
Das gefällt mir elektrisch schon viel besser..... Damit kannste auch den Strom locker bedienen- fläche verlöten und gut.

Verfasst: 24.04.2007, 01:21
von jürgen_sh44
hmm... so wärs stufenwechsel-relais mit drin.. aber da das passende finden.. :roll:
dafür stehende widerstände..

Bild

ich mach mal noch ne teileliste.. und kosten.. und dann mal 2 mal ätzen..

Verfasst: 25.04.2007, 20:28
von jürgen_sh44
Update!

Hab:
-das Layout verbessert (Relais, trimmer etc)
-die Teile (hoffentlich) passend rausgesucht, Größe und Wert
-den Platinenätzmensch mal angemailt ob er mit meinem layout zurecht kommt, von wegen Abstände und so (bisher keine antwort)..

Teilekosten gesamt ohne drumrum ca 28euro
(Reichelt+Conrad+Platine 70µm)

die widerstände hab ich wegen nur einem cent preisunterschied fast alle in 2W genommen

Bild

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Mal schauen wann und wie ich's mache.. und ob ;-)