Hallo! Ich habe ein kleines Layout Problem, welches ich mal versucht habe, in einem Bild zusammenzufassen. Es sind die üblichen drei Halbbrücken für BLDC. Der P und der N Mosfet liegen genau übereinander, einer auf der Oberseite, der andere logischerweise auf der Unterseite. Ich habe einfach Schemenhaft mal die Leiterzüge eingemalt. Die linken zwei Schraubklemmen sind Masse und +12V die rechten drei die Anschlüsse für den Motor. Nun zu meinem Problem. Die Zuleitung der +12V und der Masse zu den Mosfets muss natürlich noch deutlich dicker ausfallen, als ich bis jetzt eingemalt habe. Allerdings ist der Platz zwischen Gate und und der großen Fläche (Drain/source) doch recht begrenzt. Da bekomme ich ungefähr 5mm Leiterbahnbreite hin. Laut dem Artikel Leiterbahnbreite hier im Wiki könnte ich darüber 12A schicken. Für die Mosfets habe ich einen maximalen Strom von 27A errechnet, den sie aushalten, ohne Kühlung. Mein Motor, den ich anschließen werde wird zwischen 20A und 25A Strom benötigen. Das wird also eng für die 5mm Leiterbahnen. Wenn ich allerdings unter dem Gate auch nochmal 5mm Leiterbahn ziehe, komme ich nicht mehr an mein Gate ran, wenn dann nur über sehr lange Leiterzüge um die Schraubklemmen herum, was ich vermeiden möchte. Vielleicht hat ja jemand eine Idee, wie man das Problem besser lösen könnte. Ich habe mal noch die .brd Datei angehangen, für die Eagle Nutzer, falls mir jemand seine Idee mithilfe eines Bildes zeigen möchte. MfG Dennis
Angehängte Dateien:
-
BLDC.png
3,1 KB
Dennis H. schrieb: > Laut dem Artikel Leiterbahnbreite > hier im Wiki könnte ich darüber 12A schicken. Das gilt, wenn überhaupt, für längere Leiterbahnen im thermischen Gleichgewicht. Eine breite Leiterbahn mit Engstelle verträgt mehr als die Engstelle, weil die dort erzeugte Verlustleistung auch an die breiteren Teile weitergeleitet wird. Mein Vorschlag wäre, statt der Leiterbahnen Polygone zu nehmen, in Y-Richtung etwa von der grossen Fläche über die Pads hinaus, und vom System freistellen zu lassen. Dann bleibt wegen der Gatezuleitung die Engstelle zwischen Gate und der S/D-Fläche, aber die verträgt eben mehr als berechnet. Andrerseits sind solche Berechnungen mit vielen Unsicherheiten und zusätzlichen Einflüssen behaftet: die Verlustleistung der Transistoren heizt die Leiterbahnen mit, diese sich gegenseitig und dass beidseitig Leiterbahnen und Transistoren sitzen schränkt die Belastbarkeit ebenfalls ein. Grundsätzlich erhebt sich auch die Frage nach dem durchschnittlichen Strom, es fliessen ja nicht auf allen Leitungen ständig 25A. Ich bezweifle auch, dass sich das mit einem der sehr teuren thermischen Simulationsprogramme zuverlässig berechnen lässt, wahrscheinlich hilft nur Ausprobieren. Gruss Reinhard
Hallo! Erstmal vielen Dank für deine Antwort. Reinhard Kern schrieb: > Das gilt, wenn überhaupt, für längere Leiterbahnen im thermischen > Gleichgewicht. Naja, lang ist das wirklich nicht, gerade mal 3cm. Reinhard Kern schrieb: > Mein Vorschlag wäre, statt der > Leiterbahnen Polygone zu nehmen, in Y-Richtung etwa von der grossen > Fläche über die Pads hinaus, und vom System freistellen zu lassen. So habe ich es mir auch gedacht und da komme ich auch auf anständige Kupferflächen. Außerdem kann ich das ja auf der Ober und Unterseite machen, welche ich dann mit DK's verbinde. Reinhard Kern schrieb: > Dann > bleibt wegen der Gatezuleitung die Engstelle zwischen Gate und der > S/D-Fläche, aber die verträgt eben mehr als berechnet. Das klingt natürlich erstmal gar nicht so schlecht. Reinhard Kern schrieb: > die Verlustleistung der Transistoren > heizt die Leiterbahnen mit Das ist durchaus nicht zu verachten, auch wenn ich Mosfets mit echt niedrigem RdsON gefunden habe. N wie P Mosfet haben gerade mal 3mOhm RdsON. Trotzdem ist natürlich meine maximale Stromaufnahme auf eine Temperatur von 120Grad berechnet, was eben das Bauteil laut Hersteller dauerhaft aushält. Reinhard Kern schrieb: > Grundsätzlich erhebt sich auch die Frage nach dem > durchschnittlichen Strom, es fliessen ja nicht auf allen Leitungen > ständig 25A. Naja, es fließt der Strom über die 12V Zuleitung durch einen der P-Mosfets, dann durch den Motor und schließlich wieder durch einen der N-Mosfets um dann über die Masse wieder abgeleitet zu werden. Also die Zuleitungen sind ansich fast ständig diesem Strom ausgesetzt, vorausgesetzt natürlich das der Motor über einen längeren Zeitraum mal volle Leistung fährt. ABer ich denke mal, so ein bis zwei Minuten sollte das schon auch mal vorkommen. Die Leiterzüge von den Mosfets Richtung Motor sind da eher nicht das Problem. Die bekomme ich großzügig gestaltet und dort fließt auch nur zu 1/3 der Zeit dieser Strom drüber. Problematisch sind einfach nur die Zuleitungen von +12V und Gnd zu den Mosfets. Reinhard Kern schrieb: > Ich bezweifle auch, dass sich das mit einem der sehr teuren thermischen > Simulationsprogramme zuverlässig berechnen lässt, wahrscheinlich hilft > nur Ausprobieren. Und genau da liegt das Problem. Ich bastel schon eine Weile an solchen Reglern rum. Und ich habe auch schon eine Platine hier liegen, die ansich genau so aussieht, wie von dir beschrieben. Und durch einen dummen Fehler von mir selbst waren eben doch mal beide Mosfets gleichzeitig eingeschalten. Und da ging kein Mosfet kaputt, sondern die Leiterplatte, an genau diesen Engstellen. Und ich habe bis jetzt immer nur einen kleinen alten Festplattenmotor am Regler, wenn der kaputt geht, isses egal, da gibts haufen neue. Deswegen hatte ich die Frage gestellt, ob es nicht eine Möglichkeit gibt, die Engstelle zu entlasten. Bei den bekanntesten Hobby-Reglern im Netz von Mikrokopter.de wird eine 4-lagige Platine eingesetzt. Und ich vermute auch mit 70µm Kupfer. Dort sieht man auf einigen Bildern die ganzen Duko's unter den Mosfet-Beinchen. Aber sicherlich keine richtigen, sondern nur blind oder buried Via's, eins von beiden war von der Außenlage zur Innenlage,ich weis grad nicht mehr welches. Auf eine Vierlagige wollte ich aber verzichten, das kostet nur unnötig Geld, das ist die Sache nicht wert. Vielleicht ordne ich die Mosfets nochmal anders an, alle auf eine Lage. Die Versorgung an den Außenkanten und in der Mitte der Abgriff zum Motor. Und auf der anderen Seite meinen µC und alles andere, was noch so benötigt wird. MfG Dennis
Dennis H. schrieb: > Trotzdem ist natürlich meine maximale Stromaufnahme auf eine > Temperatur von 120Grad berechnet Und die näherungsweisen Berechnungen von Leiterbahnen gehen von einer Temperaturerhöhung von meistens so um die 60 Grad aus - wenn deine Transistoren 120 Grad haben, dann die Leiterbahnen in der Nähe 190 - das tut ihnen auf die Dauer garnicht gut. Gruss Reinhard
Reinhard Kern schrieb: > Und die näherungsweisen Berechnungen von Leiterbahnen gehen von einer > Temperaturerhöhung von meistens so um die 60 Grad aus - wenn deine > Transistoren 120 Grad haben, dann die Leiterbahnen in der Nähe 190 - das > tut ihnen auf die Dauer garnicht gut. Also laut Artikel Leiterbahnbreite sind es 30K Temperaturerhöhung. Wären aber trotzdem noch 150Grad für die Leiterbahn. Klingt alles in allem irgendwie nicht danach, das es dauerhaft funktionieren könnte. Ich werde wohl doch die Mosfets anders anordnen, wie in meinem vorherigen Post schon beschrieben. Die Mosfets auf eine Platinenseite, die Versorgung derer jeweils an den Außenkanten der Platine und in der Mitte der Abgriff des Motors. Und auf der anderen Seite der Platine kommen die ganzen Kleinsignalsachen sowie die Ansteuerung der Mosfets. Wird wohl das sinnvollste und warscheinlich haltbarste sein, gegenüber meiner ersten Variante.. MfG Dennis
wie wärs mit stromschienen ? ich benutze bei meinen bldc-treibern 4mm² kupfer für die stromversorgung..
Naja, Stromschienen finde ich ehrlich gesagt etwas übertrieben für den Strom, ich denke nicht, dass das eine Option für mich ist. MfG Dennis
Angehängte Dateien:
-
BLDC.png
4 KB
So, ich denke, ich werde es so machen, wie im angehängten Bild. So wird zwar die Platine ein kleines Stück größer, aber so habe ich mehr Sicherheit und einen potenziellen Ausfall-Faktor weniger. Zwischen den Mosfet Reihen werde ich noch den Lötstopp entfernen und dann kann ich dort die Drähte zum Motor direkt anlöten. MfG Dennis
Eine Reihe FETs ist so aber falsch angeschlossen - S/D vertauscht. Edit: ...jedenfalls wenn Du sechs identische FETs benutzt. Lese gerade, dass Du ja N-/ und P-Kanal-FETs einsetzen willst, dann kann das schon hinkommen - kann, muss nicht - schau besser noch mal ins Datenblatt.
>So, ich denke, ich werde es so machen
Jetzt spiegelst du den oberen Teil der Platine um die Mittelsenkrechte
und dann klappst du den oberen Teil auf die Rückseite.
So entsteht eine Platine, ähnlich deines Anfangspostings, nur mit Ub und
GND auf beiden Seiten verteilt als Einspeisung. Das sollte auch mit den
Querschnitten passen, da die Ströme sich verteilen.
Hallo. Die fets sind richtig angeschlossen, die Schaltung läuft bereits mit einem ungünstigen layout. Mit dem spiegeln wird wohl nicht ganz klappen, da ich dann wieder nicht das gate auf kurzem Wege anschliessen kann. es sei denn, du hast dafür noch eine Idee, die ich gerade nicht sehe. Mfg Dennis
Dennis H. schrieb: > Die fets sind richtig angeschlossen, die Schaltung läuft bereits mit > > einem ungünstigen layout. Aber nur wenn die auf der Bottomseite wären. Alle Leistungsfet im D-Pak die ich kenne haben das Gate auf der 1.
Angehängte Dateien:
-
bldc.png
4,4 KB
Ich meine etwa so. Ich würde mindestens auf die andere Seite (links) noch zwei Cs vorsehen. Analog wie ich es rechts dargestellt habe.
Jetzt kapier ich das, was euer Problem ist. Ich hatte vergessen, das nicht alle eagle nutzen. Alles was blau ist, ist bottom, rot ist Top. Hat den einfachen Hintergrund, dass ich die platinen beim Jakob hier im Forum bestelle, er hat bestückungsdruck nur auf der top-seite. Die fets krieg ich auch ohne zugeordnet. Mfg Dennis
Matthias Lipinsky schrieb: > Ich meine etwa so. Ich würde mindestens auf die andere Seite (links) > noch zwei Cs vorsehen. Analog wie ich es rechts dargestellt habe. So in etwa ist es bei meinem jetzigen alten layout schon. Da ist eben das problem, dass ich am gate nur ungefähr 5mm zur Verfügung habe, was mir ein bisschen zu wenig ist. Ich habe einen 1000mikrofarad kondi in der Versorgung, vor den fets. Ich denke, dieser sollte reichen, oder?
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.