Заказ закрыт Расчет силовых ключей для твердотельного контактора.

Бюджет: 3000 руб
Виктория Савина
[29.04.2015 | 16:47] [поднят: 01.05.2015 | 16:47] [внесены изменения: 04.05.2015 | 22:23]
Безопасных сделок: 12
Отзывы фрилансеров: + 16 - 0
Зарегистрирован на сайте 12 лет и 1 месяц
Задание:
1. Для существующего прототипа подобрать оптимальные силовые ключи, которые б позволяли работать в длительном режиме без перегрева при 48 В и номинальном токе 400А (не менее 2,5 часов, после нагрузка колеблется от 200 до 400А в течении 5 часов и цикл повторяется). При этом учесть что есть пиковая краткосрочная нагрузка 600-800А в течении 10с. Предпочтительно не изменять размеры платы более 5%. Транзисторы можно устанавливать с обеих сторон платы. Учесть что в прототипе не будет радиатора. Интересует именно возможность изготовления без отдельного радиатора для ключей. Обосновать выбор.
2. Рассчитать тепловыделения на транзисторах при номинальном и пиковом токе 400А и 800А соответственно. Указать метод расчета.

В приложении краткое описание устройства, размеры, схемы, фото.

После конкурса рассматривается возможность дальнейшего сотрудничества в масштабном проекте.
Разделы:
Инжиниринг
Конкурс
Выплата вознаграждения через сервис Безопасная Сделка
Посмотреть другие конкурсы

Настоящий конкурс не является публичным конкурсом в соответствии с гражданским законодательством Российской Федерации. Участие в данном мероприятии не гарантирует определение победителя, а также выплату вознаграждения. Площадка FL не является организатором конкурса. Нажимая кнопку «Принять участие в конкурсе», вы подтверждаете, что согласны участвовать на описанных условиях.


Участники

Статистика по конкурсу

  • Сегодня опубликовано 0 работ и 0 комментариев

Заказ закрыт Конкурс окончен 11.05.2015

Конкурс длился с 29.04.2015 до 11.05.2015

Победители объявлены

Первое место занял
na­ver­nja­ka7­77

Второе место
не указано

Третье место
не указано

Конкурсные работы

  • Фрилансер   [05.05.2015 | 01:58] [внесены изменения: 05.05 2015 | 02:16]

    Ну что тут рассчитывать. При 12 транзисторах – IPB010N06N (0.8 mOm, 60 V, 50/150A) на одном транзисторе будет выделяться 
    0.9(400А)/3.6(800А) Вт. Со всей платы соответственно 11/44Вт. С учетом возможного разброса параметров – до 100Вт. Для первого случая можно свободно использовать без радиатора, для второго лучше перестраховаться и сделать подложку из медной пластины, которая отбирала  бы тепло во время критических 10 секунд. Вам расчет для практического изделия нужен, или для курсовой? Если для практического, то лучше собрать схему и погонять ее в реальном корпусе. С учетом современных летних температур возможно придется установить принудительный отвод воздуха из корпуса (маленький вентилятор).
    Если для курсовой, то нужно найти тепловые характеристики и ограничения. Мне навскидку не попались. Но результаты будут такие же приблизительно, а погрешность, все равно, заставит проверять на практике.

    • Виктория Савина    [05.05.2015 | 11:41]  

      Здравствуйте! Интересует вопрос – вы считаете что транзисторы IPB010N06N – самые лучшие для этого устройства? и почему?
      К сожалению расчет у вас очень приближенный и у него есть недочеты. Если посмотрите на схему, то увидите что у нас используется 6 ключей на заряд и 6 на разряд – (400/6)^2 * 0.0008 = 3.6 Вт и (800/6)^2 * 0.0008 = 14.2 Вт – и учтите что это очень приближенный расчет, ведь на первый транзистор в реальности будет приходиться больше тепла + надо учитывать что при нагрузке/повышение температуры сопротивление у них меняется.
      Расчет нужен для практического изделия. Изделие мы уже проверяли – максимальный продолжительный ток 180-220А так как нет принудительного охлаждения (но это с нашими ключами по 6 шт. на линию).  На плату же можно установить до 12 шт. на линию

      Если сможете пересчитать с учетом всех параметров – буду рад с вами обсудить дальнейшие совместные действия.

  • Фрилансер   [05.05.2015 | 13:40] [внесены изменения: 06.05 2015 | 10:39]

    Здравствуйте. Спасибо что открыли доступ к конкурсу. В прикрепленных файлах находится даташит на предлагаемый транзистор и таблица с расчетом теплового режима (при токе 800А и 12 транзисторах). Для расчета теплового режима контактора при другом количестве транзисторов или значении тока, необходимо изменить соответствующее значение в соответствующих ячейках.
    • Добавлено 05.05.2015 в 13:40
      f_09055489d664a5e8.xls
      xls 30 Кб  
    • Добавлено 05.05.2015 в 13:40
      f_47255489c6541aaa.pdf
      pdf 1.21 Мб  
    • Добавлено 06.05.2015 в 10:39
      f_0085549c545e50d4.xls
      xls 35 Кб  

    • Виктория Савина    [05.05.2015 | 15:29]  

      Подскажите, при применении этих транзисторов – нам надо увеличивать плату, на много?
      Температурные коэффициенты вы как выбрали?
      Что скажете про транзисторы IPB010N06N?
      По факту в расчетах никто, почему то, не учитывает изменение сопротивления при повышении температуры и то что на первый транзистор приходиться больше нагрузки чем 1/6 (при 6 ключах ). В указанных мной выше транзисторах не выдерживают более 240 А в номинале, хотя по расчетам должны и 400 А выдержать (даже по вашим). Вы можете это как то учесть в расчетах?
      Еще вопрос – вы умеете сами разводить платы, оформить маску, схему, улучшить существующую схему устройства?

      • Фрилансер    [05.05.2015 | 17:08] [изменен 05.05.2015 | 17:08]

        Отвечаю по порядку. 
        Если использовать транзисторы IPT007N06N плату скорее всего придется увеличить. 6 см2*24 = 144 см2 это только охлаждающий полигон. Вся площадь платы  186,7 см2. На плате есть еще отверстия и дополнительные элементы. Мне сложно судить какую они площадь занимают, но плату скорее всего придется увеличить. 
        Температурные коэффициенты выбирал из даташита. 
        Device on PCB, minimal footprint RthJA – - 62 K/W – 
        Device on PCB, 6 cm? cooling area 1) RthJA – - 40 K/W 
        Транзисторы IPB010N06N хуже IPT007N06N по параметрам. Соответственно на них будет больше рассеиваться тепла и вероятность, что они перегреются выше по сравнению с IPT007N06N. 
        В расчетах я действительно не учитывал изменение сопротивления от температуры, т.к. произвел прикидочный расчет. Из графиков даташита можно взять эти данные, при этом количество транзисторов вырастает до 16-ти. На первый транзистор не обязательно приходится больше нагрузки -здесь многое зависит от разводки платы-ее нужно стараться делать симметричной для всех транзисторов чтобы самый короткий путь был у всех токов. Также очень важно качество пайки транзисторов, чтобы площадь саприкасаемых с поверхностью платы контактов была максимальной. При 6 транзисторах  IPB010N06N предел наступает при 280А если без полигонов  по расчетам из моей таблицы. Скриншот прилагаю. А если учитывать изменение сопротивление от температуры то вообще все плохо. 
        Что я думаю по поводу этого проекта. Поставлены очень жесткие требования – отсутствие радиаторов. Так обычно не проектируют схемы. Даже маленькая, тоненькая алюминиевая пластина прикрепленная к транзисторам очень сильно повышает теплоотвод. По хорошему такие схемы всегда расчитываются с запасом 20-40% по мощности рассеивания. Результат такой разработки можно проверить только после сборки и тестирования (тут все на грани). Решать Вам, но если есть возможность втиснуть хоть какой-нибудь радиатор – то это лучшее решение. Можно подобрать низкопрофильный радиатор (или дофрезеровать) и с помощью него передавать тепло от полигонов. Или как вариант использовать принудительное охлаждение. Получается что увеличивается количество ключей вместо того, чтобы использовать радиатор. 
        Я умею разводить платы, оформить маску, схему, улучшить существующую схему устройства? 
        Но чтобы это делать мне необходимо полное понимание поставленной задачи. Т.к. это может привести к кординальному изменению схемы, платы  и т.д

        • Фрилансер    [05.05.2015 | 17:09]  

          Файл не получается прикрепить. Отправлю на почту.

        • Виктория Савина    [05.05.2015 | 21:12]  

          Вы сможете в итоге сделать полный тепловой расчет для ключей с учетом изменения сопротивления от превышения температуры и возможного увеличения нагрузки на входные транзисторы?
          файл в маткаде или экселе (часть в рамках конкурса).
          После можем обсудить ваше участие в более масштабной части этого проекта. (вне конкурса)

          • Фрилансер    [06.05.2015 | 10:41]  

            Полный тепловой расчет для ключей с учетом изменения сопротивления от превышения температуры и возможного увеличения нагрузки на входные транзисторы прикрепил в файле – Расчет мощности на транзисторах с учетом температуры.xls

Теги: нужен инженер, ищу инженера, резюме инженера, требуется инжиниринг систем

Продолжая пользоваться сайтом, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cookie