Hallo zusammen, für eine e-Zigarette wollte ich einen Schaltregler basteln. Hierfür wollte ich einen zweiphasigen Buck-Boost-Converter bauen. Die Teile des Schaltplans sind angehängt. Es ist zu sehen u.a.: - zweiphasiger Buck-Boost Konverter mit je 4 Mosfets und Treibern - Shunt mit Verstärkung für Eingangsstom/Ausgangsstrom - Verpolungsschutz mithilfe eines Mosfets (dieser soll leitend sein, sobald die Batterie richtig herum eingelegt ist. Ist der Buck-Boost Konverter eingeschalten wird dieser mit 5V Gatespannung versorgt, ansonsten mit der Batteriespannung (Logic-Level Mosfet)) Auch habe ich das Layout angehängt. Es ist noch nicht ganz fertig (es werden noch die Flächen gemäß vorhandenem Platz optimiert) doch im großen und ganzen solltem man es erkennen können. Ich wollte mal erfragen, wie man herausbekommen kann, wie belastbar die Platine ist. Es werden hier keine Dauerleistungen gebraucht, sondern hohe Ströme für maximal zwei Sekunden. (Typischerweise sieht ein Gebrauch bei viel Strom so aus: 2 Sekunden Leistung -- 6 Sekunden Pause -- 2 Sekunden Leistung -- 6 Sekunden Pause -- 2 Sekunden Leistung -- eine Minute Pause) Die Platine ist vierlagig und hat eine komplette GND Lage. Die beiden Phasen sind spiegelsymmetrisch auf der Platine geplant. Außerdem wird die Platine an beiden Enden mit einem Aluminiumgehäuse (leitend) verbunden. Ich weiß es kommt noch auf viele verschiedene Dinge an, doch kann man Pi mal Daumen sagen, es sind z.B. für diese kurze Zeit 60A (bei beispielsweise 3V) insgesamt (also 30A pro Seite) möglich? Also auf wieviel Leistung/Strom soll ich die Platine per Software limitieren? Ich überlege auch ob ich den Aufpreis von 20$ bei elecrow zahlen soll, und 70µm Kupfer anstatt 35µm nehme. Sicher sinnvoll aber auch nötig für einen ersten Test? Danke schon einmal für die Einschätzung. Edit: Achja, die Platine ist etwa 18mm breit, damit man sich eine ungefähre Größe vorstellen kann.
Angehängte Dateien:
-
front.PNG
14 KB -
back.PNG
11 KB -
Schaltplan.PNG
19 KB -
schaltplan2.png
6,9 KB
:
Bearbeitet durch User
Hallo, es gibt hier zwei Punkte: 1. Den Spannungsabfall wegen dem Widerstand der Platine. Hier musst du entscheiden welcher Spannungsabfall für die Schaltung in Ordnung ist. 2. Die Temperaturerhöhung der Platine durch die Verlustwärme des Spannungsabfalls. Nachdem du nur kurzzeitig den Strom brauchst könnte das auch gehen. Es sollte natürlich nicht die Platine die Heizung deiner Zigarette sein. Lässt sich beides berechnen. Jonas
Hi, der Spannungsabfall selbst ist mir egal, da ja eh die Ausgangsspannung geregelt wird. Mich interessiert die Erwärmung der Bauteile und Platine. Natürlich könnte man das alles berechnen, doch auch nur grob ob es prinzipiell passen könnte (Ein paar mOhm Widerstand der Leiterbahn, sagen wir 5 mOhm, ergibt bei 60A 0.3V Spannungsabfall. Das ergibt 18Watt Wärme. Sind bei 2 Sekunden 36Joule. Mit einer spezifischen Wärmekapazität von 0,4 kJ/(K * kg) und einer Dichte von 9g/cm^2, und gehen wir von insgesamt zwei Lagen gut gekoppelter Kupferschichten, mit den Maßen 18x65x0,035 mm^3 aus, ergibt sich ein Volumen von 82 mm^3, also ein Gewicht von 0.7g. Das ergibt eine Erwärmung von 130K. Ich habe also gewonnen: Nichts.) Besser wäre simulieren, denn ich glaube nicht, dass jemand die Wärmeleitfähigkeit des PCB-Kupfer-Bauteil-Gemisches mit samt der Wärmekapazität insbesondere an den Verengungen ohne Erfahrung auch nur grob richtig schätzt. Deshalb frage ich hier nach Meinungen von Leuten mit Erfahrung :)
Für die Verlustleistung gibt es bei Leiton einen Rechner, http://www.leiton.de/leiton-tools-leiterbahnerwaermung.html Diese Verlustleistung wird dann abgeführt - zum einen durch direkte Konvektion von der Leiterbahn zur Umgebungsluft, hier ist der Rth zur Luft entscheidend. Zur Ermittlung des Wärmeübergangswiderstands Rth_trace_air schau mal hier: http://www.nxp.com/documents/application_note/APPCHP7.pdf (Nomogramm S. 570; Leseanleitung ein Stückchen dahinter). Das kannst du als reinen Widerstand modellieren. - zum anderen durch Wärmeleitung in die Leiterplatte (FR4) und anschließend Konvektion. Die LP hat eine nicht zu vernachlässigende thermische Kapazität (Cth), die du mit modellieren solltest; das kannst du dir als Parallelschaltung Widerstand-Kondensator vorstellen. Die Konvektion wiederum ist dann als reiner Widerstand zu sehen. Ein bisschen was steht u.a. hier: http://www.we-online.de/web/de/index.php/download/media/04_leiterplatte/2011_2/relaunch/produkte_5/heatsink/neu_2011/TecReport_01_2011_S.pdf Angaben zum Rth von FR4 sind ganz gut zu finden (0,3 W/mK). Beim Cth wird es schon deutlich schwieriger, bester Schuss ist http://www.osram-os.com/Graphics/XPic1/00165234_0.pdf/Thermal%20Consideration%20of%20Flash%20LEDs.pdf Max
Der Strom muss erst mal zum Fließen gebacht und auch korrekt gemessen werden. So wie sich mir die Beschaltung um U12 darstellt wird das nix. Was soll denn der INA messen? Oder sind im Schaltplan die Pinnummern vertauscht?
Hi, danke dir. Irgendwie habe ich es wohl geschafft U12 im Schaltplan zu spiegeln.
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.