DIY Brushless Regler für Modellbaumotoren (max. 20A)

[Che Guevara]

Hi,

also ich hab mal kurz einwenig gesucht und hab den IRLR8743 gefunden. Dieser hat folgende Eigenschaften:
- RDSon = 3.1mOhm
- Vds = 30V
- Vgs = 20V
- max. Strom = 50A

Ist dieser passend für meine Application? Hab leider von der Leistungselektronik nicht soo viel Ahnung.
Der IR2184 sollte ja auch dazu passen.
Was gibt es den übers Layout wichtiges zu sagen? Ich plane, alles in SMD zu machen, um den Platzverbrauch gering zu halten. Außerdem werden dann auch die Leitungen kurz und haben somit weniger Induktivität.
Über die Software mache ich mir dann Gedanken, wenn das Layout / die Hardware steht.

Vielen Dank & Gruß
Chris

[BMS]

Was gibt es den übers Layout wichtiges zu sagen?

Wie bei Hochstromanwendungen üblich: Leiterbahnen so breit wie nur möglich machen, bei doppelseitiger Platine auch beide Seiten verwenden. Bei Durchkontaktierungen im Hochstrombereich auf jeden Fall mehrere setzen, um auch hier eine höhere Strombelastbarkeit zu erreichen. Mach dir auch schon mal Gedanken, wie du einen Kühlkörper anbringst. Um den Kühlkörper anbringen zu können, sollte es im Bereich der MOSFETs z.B. keine höheren Bauteile geben, sonst passt der nicht drauf. Welche Stecker möchtest du verwenden? Oder lötest du die Kabel direkt auf die Platine?
Grüße, Bernhard

[Che Guevara]

Ich hab mir überlegt, ob es nicht eine gute Idee wäre, eine Seite auf VCC und die andere auf GND zu legen? Das würde das Layout vereinfachen und die "Leiterbahnen" wären schön breit --> kleiner Widerstand. Die Fets kommen übereinander, so habe ich jeweils kurze Zuleitungen zu den Motoranschlüssen und spare Platz. Das ganze wird sowieso in SMD aufgebaut, da mache ich mir wegen der Kühlkörper keine Gedanken. Mein Wunsch wäre es allerdings, ohne diese auszukommen (fast alle kommerziellen Bl-Regler in dieser Leistungsklasse haben keine Kühlkörper). Als Platine möchte ich welche mit 70µm Kupfer verwenden, das sollte wohl auch etwas Wärme aufnehmen / abstrahlen können?!
Stecker sind keine geplant, soll alles verlötet werden --> spart Platz, vermeidet Übergangswiderstände und Wackelkontakte.
Sitze seit einer Weile schon am Layout, wenn der Leistungsteil fertig ist, stelle ich mal ein Bild rein, um es kritisieren zu lassen

Gruß
Chris

[BMS]

70µ Kupferauflage sind eine gute Idee. Bei SMD-Bauteilen wird durch die Leiterbahnen/Platine einiges an Wärme aufgenommen.
Die MOSFETs sind mit 3mOhm schon recht gut.

Sitze seit einer Weile schon am Layout, wenn der Leistungsteil fertig ist, stelle ich mal ein Bild rein, um es kritisieren zu lassen

Konstruktive Kritik ist nicht böse gemeint, das sind Tipps damit es noch besser wird

[robin]

Klingt jetzt nicht so verkehrt, was du machst, Mos-FET ist aus meiner Sicht auch gut gewählt.

Ob es ohne Kühlkörper geht, müsstest du durch rechnen, im Datenblatt ist ja die Erwährmung pro Watt Verlustleistung angegeben (100°/W ohne bzw 50°/W mit Kühlfläche auf der Platine). Gerade mit den Verlusten durch die Interne Diode und die Schaltverluste könnte es knapp werden.

Bin auch schon gespannt auf dein Design.

[Che Guevara]

Also ich weiß, dass es nicht böse gemeint ist, aber ich glaube, das Layout ist böse xD
Hier mal drei Bilder von Top & Bottom , Top und Bottom. Hätte auch noch die .lay Datei, aber ich denke mal, darauf sollte man alles erkennen können?!




Natürlich fehlen noch die ganzen Block-C's, Spannungsregler, µC Beschaltung, Zero-Cross-Schaltung, usw... Aber ich dachte mir, bevor ich mich jetzt stundenlang hinsetzte und dann sowieso wieder alles ändern muss, mach ich erstmal nur das heikelste
Beim µC dachte ich daran, eine AutoMasse Sperrfläche einzubauen, damit er nicht so direkt an der dreckigen Spannung sitzt!? Die beiden Pads links unten sind VCC & GND, die 3 Pads links oben sind für den Motor. Die restlichen Anschlüsse (PWM-IN & UART) kommen wohl auf die rechte Seite der Platine, wo insgesamt die Ganze Steuerelektronik hinsoll. Die Bauteile sind die oben erwähnten. Allerdings habe ich eben die Befürchtung, dass die Leitungen vom Halbbrückentreiber zu den FET's zu lang / verwunden sind, was ja wieder Kapazitäten mit sich bringt.
Ja, wenn ich gleich mal Zeit finde, rechne ich ein paar Beispieldaten durch (allerdings weiß ich ja nicht, wieviel Wärme von der Platine abgestraht wird / werden kann). Die max. 20A sind übrigens nur für die Zukunft, meine gewünschten Motoren (Roxxy BL2824-34) ziehen max. 10A, die reichen momentan dick

Gruß
Chris

[BMS]

Ja, es lässt sich gut erkennen. Das Layout finde ich gar nicht so "böse"
Im frühen Stadium kann man noch wenig Tipps geben. Ich stelle meine Layouts dreimal auf den Kopf, bis sie mir gefallen, weiß nicht wie das bei euch läuft...

Ich bin mir nicht sicher, ob man unter dem TO252-Gehäuse Leiterbahnen durchführen kann.
Normalerweise ist die Rückseite der MOSFETs fast komplett blank und kann zur Wärmeabfuhr genutzt werden. Das Pad am Drain ist normalerweise größer.
Zur Anordnung der Bauteile habe ich noch einen Vorschlag:

          GND
Ausgang MOSFET Treiber
Ausgang MOSFET Treiber µC
Ausgang MOSFET Treiber
          VCC

Eventuell lassen sich dann die Leiterbahnen der Versorgung besser ziehen. Das könntest du ausprobieren.
Grüße, Bernhard

[Che Guevara]

Hi,

ja, bei mir ist es ähnlich, mir gefällts noch nicht so, rein optisch
Mit dem Gehäuse hast du Recht, die Rückseite ist blank, das sollte ich wohl wirklich verlöten, um die Wärme besser abzuführen. Die räumliche Trennung von VCC & GND finde ich nicht so gut, v.a. weil das ganze ja (wie du evtl. schon bemerkt hast) auf einen Multikopter soll und da alle Leitungen verdrillt & eng beieinander sein sollten (kommt u.a. auch ein Kompass-Sensor drauf, der ist da empfindlich).
Aber wenn ich GND & VCC direkt nebeneinander packe, gefällts mir sehr gut! Eine ähnliche Idee hatte ich auch schon.
Bin gerade am Testen, melde mich später nochmal mit neuem Leistungsteil.

Gruß
Chris