Der Akkuquälthread

Und noch einer...

Dann wurde noch ein Temperaturregler dazu auserkoren mir, umschaltbar diverse Temperaturen im Gerät anzuzeigen.
Natürlich kam ich erst nach diversen Vorarbeiten wie Stufenschalter nebst einer Zwischenplatine vorbereiten die Idee, dass ich den Regler auch mal richtig testen sollte. Das Ergebnis war, dass sowie eine LED mit nur 2mA den Ausgang belastete hat das Ding angefangen zu spinnen
Zum Glück musste nur eine Elkokur durchgeführt werden. Aber so ist halt wieder ein Tag rum.







Dann war irgendwann der Zeitpunkt da an dem die Frontplatte Gestalt annehmen musste und vorverdrahtet werden konnte



Dann konnte ich nun endlich auch den Regler der hier zwar nur Anzeigefunktion hat, aber dennoch wichtig ist weil über den Alarmausgang die Senke abgeschaltet werden soll, final in die Frontplatte eingebaut werden.
Dachte ich...

Womit kleb ich den Scheiß jetzt wieder drauf. Am Wochenende.
Hab dann doch noch einen alten, gut abgelagerten Epoxydkleber gefunden dessen Härter schon eine seeeeh teigige Konsistenz hatte Also musste erst ein Versuch klären ob das überhaupt noch etwas wird...


Dann hab ich noch die Stromschienen die aus dem Gehäuse herausstehen saubergeschliffen. Wenn mir jemand eine günstige Möglichkeit zum Vernickeln weis her damit.



PS

Letzter Beitrag heute

Nachdem nun die Front teilweise anverdrahtet ist und die Lüfter verkabelt sind kann auch das Steckbrett wieder zum Einsatz kommen.
Da habe ich gleich vorab leichte Modifikationen wegen den geänderten Shunts und den nun drei Modulen vorgenommen. So steckt nun rechts die Präzisionsreferenz LH0070 (der silberne Boppel) und oben links ein IC als Puffer dazu.




Nachdem ich zunächst mit dem HP Netzteil vorsichtig Strom darauf gegeben habe bin ich nach und nach mutiger geworden und habe meine 15V Festspannungsnetzteile ausgegraben. Davon kann jedes 100A liefern.
Im Folgenden Bild sind schon beide parallel angeschlossen. Dabei zeigt das rechte Messgerät den Strom in A an und das linke die an den Schienen verbleibende Spannung. Die Leitungen übernehmen dabei auch ca 1 V Spannungsabfall
Und weil ich es auch gerne extrem mag habe ich den beiden Pioneer Netzteilen das HP parallel dazugeklemmt und das Ding auch gleich mal ferngespeist. Das Ergebnis seht ihr im Bild. Strom diesesmal links.
Die Spannung ist jeweils an den Schienen gemessen. Den Stromistwert hatte ich zuvor mit einem Klasse 0,05 Shunt kalibriert.


Was die mögliche Verlustleistung ohne externen Kühlwasseranschluß angeht bin ich angehem von dem kleinen Radiator überrascht. Nach 30min bei 30V und 50A waren erst 83° am Kühlkörper erreicht. 28V und 100A konnte ich nur ca 3 min beaufschlagen. Dann waren 80° erreicht. Da reicht dann wohl die Wärmekapazität der 1,5l Kühlwasser nicht mehr aus. Ich hoffe aber, mit einer neuen Pumpe mehr Wasserdurchsatz hinzubekommen. Denn das Kühlwasser am Vorlauf hat bei 80° Kühlkörpertemperatur lediglich 50° und am Rücklauf auch nur 55°.

Mittlerweile bekomme ich den Strom nun auch über das eingebaute Digitalinstrument angezeigt. Diesem hatte ich extra eine Versorgung auf der Netzteilplatine vorgesehen. Nur wenn ich diese in Betrieb genommen habe hat die Regelung angefangen zu spinnen. Jetzt ist auf dem Steckbrett ein eigener 7805 Spannungsregler mit dem das nun auch funktioniert.

Jetzt muss ich aber erst mal wieder die Pumpe rausreißen, deren Wellenabdichtung sifft.
Jetzt kann ich erst wieder eine Neue besorgen die natürlich auch wieder eingepasst werden möchte.


PS

Geiles Projekt

powersupply schrieb:

Ich hoffe aber, mit einer neuen Pumpe mehr Wasserdurchsatz hinzubekommen. Denn das Kühlwasser am Vorlauf hat bei 80° Kühlkörpertemperatur lediglich 50° und am Rücklauf auch nur 55°

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Ich glaube nicht, dass daran mehr Wasserdurchsatz etwas ändert, da dürfte die Differenz zwischen Vor- und Rücklauf noch kleiner werden.

Bringen würde das nur etwas, wenn das Wasser mit einer deutlich höheren Temperaturdifferenz rauskommt.

Das Hauptproblem sehe ich darin, dass der Kühlkörper 25 - 30 °C wärmer wird als das Kühlwasser. D. h. er schafft es nicht gut, die Wärme vom Bauteil ins Wasser zu bringen. Und hier fällt mir im Moment keine Optimierungsmöglichkeit ein.

Meiner Ansicht nach bleibt da nur übrig, de Vorlauftemperatur abzusenken - mit einem größeren Kühler z.B.

Danke für die Anregung.
Ich hatte mir eben auch etwas weniger Differenz zwischen Kühlkörper und Wasser erhofft. Das lässt sich vielleicht mit einer stärkeren Pumpe bewerkstelligen wodurch das Wasser in den Röhren des Alus besser in Turbulenzen gerät.
Der eingebaute Kühler ist so gesehen ein "Abfallprodukt". Ich hatte eigentlich krampfhaft nach einem in das Gehäuse passenden Ausgleichsbehälter gesucht und nur diesen mit seitlich anhängendem Kühler gefunden.
Für noch mehr an Kühlleistung habe ich ja unter dem Kühler einen Edelstahlwärmetauscher eingebaut der die aus dem Kühler kommende Kühlflüssigkeit noch weiter abkühlen soll.

Achja. Falls einer den Gedanke wegen der Überlastung meines Stromnetzes im Hobbyraum hat. Ich habe für den Betrieb mit den 2 15V Netzteilen eines davon per Verlängerungsleitung in der Waschküche angeschlossen, da ich davon ausgehe, dass die bei 100A Ausgangsstrom mit etwa 2,3kW am Netz entnehmen. Könnte ich ja bei Gelegenheit mal nebenher messen.

PS

Sodele. Jetzt ist erst mal wieder Pause
Eine neue (gebrauchte) Pumpe ist bestellt. Die sollte im Laufe der Woche eintrudeln.
Bis dahin hab ich nun Zeit zur Fehlersuche bei den Leistungstransistoren. Ich hatte für einen weiteren Test die drei bislang verwendeten Netzteile in Serie geschaltet. Das HP auf max gedreht, ca 45V und die beiden Pioneer je auf 16,5V. In Summe also ca 78V. Dann langsam den Strom an der Senke bis auf gut 35A hochgedreht, als es plötzlich irgendwo in bei den Kühlelementen gepatscht hat. Dann hat auch schon das HP angefangen ordentlich zu Brummen weil der Strom auf Anschlag hochgegangen ist und als ich dann den Anschluß von der Stromschiene der Senke runtergerissen habe wurde es auch schon dunkel im Revier. Sicherung ausgelöst.
Zum Glück war die Akkulampe mit an...
Jetzt kann ich also bis zum Eintreffen der Pumpe die Kühlelemente auseinanderbauen, nach defekten Transistoren suchen und muss mir das Hirn zermartern(tu ich insgeheim jetzt schon) warum da was hochgegangen ist. Immerhin haben die 2N3773 eine Spannungsfestigkeit von 160V was selbst für 120V genügend Reserve sein sollte. Eigentlich, da ich natürlich nicht weis wie und ob sie vorgeschädigt die waren. Also heute Mittag mal schauen welcher Transistor durchlegiert ist.
Warum die Sicherung die Leitungen erlöst hat ist mir aber schon klar. Ich hatte zuvor mal die verschiedenen Aufnahmeleistungen der Geräte ermittelt. Der HP Konstanter zieht bei Vollgas über 2,2kW und die Pioneer je 2,1kW. Der HP und ein Pioneer waren bei mir im Hobbyraum am Stromnetz. Zusammen mit der Senke und der ganzen Beleuchtung was nochmal etwa 150 -200W zusammenbringt waren wohl 4,5kW an der Leitung .

PS

Hallo,
hier mal ein sehr interessantes Video zum Thema Alu löten.
Falls der Kühlkörper nochmal undicht werden sollte



Gruss Jürgen

Danke für das Video. Das sieht ja relativ einfach aus.
Da ich das Kühlprofil erst mal nicht benötige probiere ich das später vielleicht mal.
Ich habe eben sowieso zwei Transistoren heruntergeerntet und in das defekte Profil eingesetzt.
Dass solche Transistoren bevorzugt kaputt gehen wenn sie nicht richtig festgeschraubt sind sollte sich eigentlich herumgesprochen haben.
Der Defekte war es jedenfalls nicht
Und da sein Kumpel gegenüber auch lose Schrauben hatte habe ich diesen auch gleich getauscht.
Ich habe zwar jede Menge Ersatztransistoren da wollte aber auf dem Kühlblech lauter gleiche haben. Auch aus gleicher Charge. Die beiden die ich nun entfernt habe waren dem Datecode nach eh schon mal getauscht...
Jetzt sind wenigstens alle Jahrgang95KW41
Und die Schrauben sind nun auch alle fest. Auch die der anderen beiden Profile.




Die Pumpe ist nun auch ersetzt. Stammt angeblich von einem 500er AMG Mercedes


Jetzt kann ich den Krempel wieder zusammenschrauben und hoffen, dass alles dicht ist.

PS

Sodele dicht ist das Ganze wieder geworden und die Pumpleistung der neuen offensichtlich auch besser als die der Alten.
Bei 32V und 50A liegt die Differenztemperaturen zwischen Ein- und Ausgang der Kühlkörper nur bei max 2,5° bei 82° Kühlkörpertemperatur.
Aber ich fürchte ich habe hier einen Mittelwellensender vor mir und muss das Ding nochmal reparieren
Denn als ich mit der Spannung wieder hoch gegangen bin ist dieses Mal schon bei ca 60V etwas gestorben. Ohne dass wirklich Strom floss.
Daher muss der nächste Probebetrieb mit angeschlossenem Oszi erfolgen.

PS

Jetzt durfte der Titankarbidbohrer noch zwei Löcher in den Deckel eines Einmachglases bohren welche ich mit dem Dremel weitet aufgefräst habe.



Auf diese Idee brachte mich meine neue Pumpe die am Sauganschluß einen weiteten kleinen Stutzen hat den ich eigentlich erst mit einer eingeklebten Schraube verschließen wollte.


So ist nun das Kühlmittel ruckzuck abgesaugt.
Dann kann ich mich jetzt wieder dran machen das ganze Gerödel erneut zu zerlegen um den Fehler zu suchen.

PS

Wie planst Du die Messwerterfassung? Hast Du einen Datenlogger oder eine Messwerterfassungskarte für den PC?

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Ich hab mir dazu mal ein Labjack U3 geordert. Beschäftigt habe ich mich allerdings noch nicht damit. Ich hoffe, dass dazu nicht auch noch extra Software nötig wird. Sonst lasse ich das vorerst.

Sehe ich das richtig, dass die Transistoren einfach mit dicken Anschlussdrähten als Stromverteilerwiderstände parallel angeschlossen sind (also sich einen gemeinsamen Shunt-Widerstand teilen)?

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Die "dicken Drähte" bestehen aus lackiertem Widerstandsdraht. Vermutlich Konstantan. Diese sind alle gleich lang zurechtgebogen und haben einen Widerstand von etwa 0,2Ohm.

Ich kenne das bei größeren elektronischen Lasten sonst nur mit einer eigenen Regelschleife für jeden Transistor.

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Bei 80 Stück? Das mag bei Mosfets sinnvoll sein, aber bei Bipolaren sollte es reichen diese in Gruppen geregelt anzusteuern und den Rest unsymmetrie über die Verteilwiderstände zu verdampfen.

So musst Du natürlich ein wenig Vorsicht walten lassen und die SOA-Kurve nicht ganz ausnutzen. Denn ganz symmetrisch ist die Belastung natürlich nicht.
130 W pro Transistor klingen dafür aber ambitioniert. Was für Typen verbaust Du da?

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Wie schon geschrieben tragen 80 Stück die Last. 4 Stück sind als Treiber eingesetzt. Da brauch ich mir mit 3,5kW um die SOA eigentlich noch keine großen Gedanken machen. Theoretisch können die 2N3773 bei 100° noch 100W...

Meine thermischen Probleme resultieren, so wie ich das bislang sehe aus Herstellungsfehlern bzw. -murks von Cloos! Wenn ein Kühlkörper mal Ausstülpungen im Bereich der Löcher hat hilft auch keine Wärmeleitpaste mehr.
Ich habe deshalb die beiden oberen Profile mit Messanschlüssen an den Emittern versehen um den Spannungsabfall der Emitterwiderstände messen zu können. Da sieht man dann wunderbar welche Transistoren am heißesten werden und aufgrund der Heißleitereigenschaft des Halbleitermaterials noch mehr Strom an sich ziehen. So konnte ich bei einem Versuch mit 70V und 10A am Mittleren Profil beobachten dass der am schlimmsten montierte Transistor fast den dreifachen Strom des am wenigsten belasteten aufnimmt und immer weiter "davonläuft"!
Das heist, dass wenn ich die jetztige Testserie durch habe das Gerät erneut zerlegen muss um das Kühlprofil zu überarbeiten. Hier ein paar Impressionen vom oberen Profil.

Und die wichtigste Frage: Zittern die Akkus schon vor Angst bei dem Anblick der Anlage?

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Die die ich bislang dran hatte wussten nicht was auf sie zukommt. Überlebt haben es alle. Demnächst gibt's mehr Beiträge in dem Testthread.

PS

Hier noch zwei Bilder zu den "Messanschlüssen"
Der Schaumstoffboppel deckt den aufgeklebten Temperaturfühler ab.
Das sind übrigens alles PT100. Da habe ich nun schon das zweite Mal 10Stück geordert damit ich nicht dauernd die Akkus zum Tauschen der Fühler zerlegen muss.




PS

(... wenn für mich auch Bahnhof)

Soll im neuen Akkutestcenter-Thread dann nur Test-Berichte über die getesteten Akkus auftauchen?
Würde ich zumindest begrüßen, dass man wie im Test-Unterforum nur Beiträge von den getesteten Akkus vorfindet (wäre übersichtlicher, diese zu finden).
Oder evtl. gleich die einzelnen Akkus im Test-Unterforum posten?

Fände ich nicht schlecht weswegen ich die Diskussion über die Senke hierher gelenkt habe.

PS

powersupply schrieb:

Immerhin haben die 2N3773 eine Spannungsfestigkeit von 160V was selbst für 120V genügend Reserve sein sollte. Eigentlich, da ich natürlich nicht weis wie und ob sie vorgeschädigt die waren. Also heute Mittag mal schauen welcher Transistor durchlegiert ist.

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Das wäre mir deutlich zu knapp. Die 160 V stimmen zwar bestimmt (wir wollen dem Hersteller ja nichts unterstellen), aber schau mal auf die Messbedingungen im Datenblatt. Da wird bewusst mit sehr kleinen Kollektorströmen gemessen.
Der primäre Ausfallmechanismus im linearen Betrieb bei hohen Spannungen ist ein Durchbruch zweiter Art: Und der ist Strom- und Temperaturabhängig.
Das sieht man recht schön im OnSemi Datenblatt in Abb. 9. Bei höheren Spannungen geht deswegen die erlaubte Verlustleistung von 150 auf 96 W zurück, also deutlich stärker als es durch die rein thermische Belastung zu erklären wäre.
Da Du die Ströme durch die hohe Anzahl Transistoren klein halten kannst, ist das für Dich nicht so schlimm, aber 120 V wären mir zu viel. Da reicht schon eine minimal ungleichmäßige Ankopplung des Transistors an den Kühlkörper (eine Schraube kräftiger angezogen als die andere), dass der lokale Temperaturgradient über den Halbleiter die Katastrophe startet.
Ich würde die sinnvolle Grenze (inkl. Reserve) bei 80 V Eingangsnennspannung sehen, wenn die Anlage stabil über ein paar Jahre laufen soll. Aber das wird für Akkupacks auch noch komfortabel reichen.

Warum Dir die Transistoren sterben, ist so erst einmal schwer nachzuvollziehen. Wie groß sind die einzelnen Basiswiderstände vor jedem Transistor? Und wie hast Du die Regelschleife aufgebaut? Gibt es einen Schaltplan oder beherrscht Du das Chaos komplett im Kopf?

Ich hatte in dem anderen Thread ja etwas zur Verlustleistung der Transistoren geschrieben. Da hatte ich übersehen, dass Du nicht 28 Stück sondern drei Mal 28 Stück hast. Dann kommst Du ja nur auf 44 W pro Transistor. Das ist vollkommen im Rahmen.
Wenn Dein Kühlkörper 82°C hat, hat die Sperrschicht zwar schon um die 150°C, aber das ist für die Transistoren noch ok.
Wenn Du sowieso alle Transistoren noch mal abnimmst, um das Aluprofil überzuschleifen ( ), kriegen die ja auch alle gleich frische Wärmeleitpaste.
Sieht das bei dem Bild mit dem Lichtspalt eigentlich nur auf dem Foto so aus, als würde das Aluprofil gelb angestrichen auch als Banane durchgehen, oder ist das wirklich so schlimm?

Die Lösung mit dem Widerstandsdraht finde ich übrigens sehr gut gemacht.

Die LabJack U3 Messbox wird vermutlich gut zu dem Gerät passen, auch wenn ich das Datenblatt recht knapp finde. Messgenauigkeiten will Meilhaus anscheinend nicht angeben.
Da Du wohl vor allem mit hohen Entladeströmen testen willst, dürfte eine etwas schlechte Auflösung bei kleinen Strömen vollkommen egal sein.
Die LH0070 Referenz ist natürlich super. Die wirst Du vermutlich kaum ausnutzen können.

Hast Du für die Spannungsmessung am Akku eigentlich noch Sense-Eingänge vorgesehen? Auf den Leitungen vom Akku zu den kleinen Kupferschienen hast Du ja sicherlich schon ordentlich Spannungsabfall. Wenn Du dann später mal nicht nur Amperestunden sondern auch Wattstunden berechnen willst, ist eine unabhängige Spannungsmessung wohl alternativlos.
Die Messbox hat ja genug freie Eingänge.

Nachdem ich mir die letzten paar Seiten hier durchgelesen habe (ich muss zugeben, ich hatte den Thread vorher nach Seite 2 aufgehört zu lesen...), gefällt mir Dein Projekt richtig gut. Ich bin gespannt, wie es sich schlussendlich in der Praxis bewähren wird.

Dev schrieb:

Das wäre mir deutlich zu knapp. Die 160 V stimmen zwar bestimmt (wir wollen dem Hersteller ja nichts unterstellen), aber schau mal auf die Messbedingungen im Datenblatt. Da wird bewusst mit sehr kleinen Kollektorströmen gemessen.

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Ich weis. Auch die Leistung wird da nicht wirklich praxisnah ermittelt weswegen ich schon auch das SOA Diagramm beachtet habe.

Der primäre Ausfallmechanismus im linearen Betrieb bei hohen Spannungen ist ein Durchbruch zweiter Art: Und der ist Strom- und Temperaturabhängig.
Das sieht man recht schön im OnSemi Datenblatt in Abb. 9. Bei höheren Spannungen geht deswegen die erlaubte Verlustleistung von 150 auf 96 W zurück, also deutlich stärker als es durch die rein thermische Belastung zu erklären wäre.

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Bei Spannungen bis 100V korelliert die Leistung aber ziemlich exakt mit der Leistung. Erst dann wird die Kurve steiler. Und höher gehe ich(bislang) eigentlich nicht. Zumindest nicht mit der Maximalleistung solange es keine Akkus gibt die die Spannung ausreizen.

Da Du die Ströme durch die hohe Anzahl Transistoren klein halten kannst, ist das für Dich nicht so schlimm, aber 120 V wären mir zu viel. Da reicht schon eine minimal ungleichmäßige Ankopplung des Transistors an den Kühlkörper (eine Schraube kräftiger angezogen als die andere), dass der lokale Temperaturgradient über den Halbleiter die Katastrophe startet.
Ich würde die sinnvolle Grenze (inkl. Reserve) bei 80 V Eingangsnennspannung sehen, wenn die Anlage stabil über ein paar Jahre laufen soll. Aber das wird für Akkupacks auch noch komfortabel reichen.

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In meiner kleinen 500W Senke tun MJ3055 ihren Dienst. und die sind bis 55 oder 60V zugelassen. Die Senke bis 50V und bis zu der Spannung funktioniert die auch zuverlässig weshalb ich bei den 2N3773 mit eigentlich160V UCE die 120V erhoffe. Dann muss aber, wie Du schriebst alles ziemlich ordentlich passen. Und der bisherige Zustand des Kühlkörpers spricht nicht dafür. Ich hatte vorhin bei 40A und 15V an den Emitterwiderständen der Transistoren zwischen 0,86 und 0,93A pro Transistor gemessen, was ich für unkritisch halte. Leider wird die Differenz bei größeren Spannungen und kleineren Strömen, wohl auch wegen der dann sich stärker unterschiedlich auswirkenden Verstärkung um ein vielfaches größer.

Warum Dir die Transistoren sterben, ist so erst einmal schwer nachzuvollziehen. Wie groß sind die einzelnen Basiswiderstände vor jedem Transistor? Und wie hast Du die Regelschleife aufgebaut? Gibt es einen Schaltplan oder beherrscht Du das Chaos komplett im Kopf?

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Die paar Bauteile gehen noch im Kopf. Ein AD620, zwei OPA177, der TL0070 und ein wenig Hühnerfutter.
Die Basiswiderstände betragen ca 0,17 - 0,18Ohm

Ich hatte in dem anderen Thread ja etwas zur Verlustleistung der Transistoren geschrieben. Da hatte ich übersehen, dass Du nicht 28 Stück sondern drei Mal 28 Stück hast. Dann kommst Du ja nur auf 44 W pro Transistor. Das ist vollkommen im Rahmen.
Wenn Dein Kühlkörper 82°C hat, hat die Sperrschicht zwar schon um die 150°C, aber das ist für die Transistoren noch ok.
Wenn Du sowieso alle Transistoren noch mal abnimmst, um das Aluprofil überzuschleifen ( ), kriegen die ja auch alle gleich frische Wärmeleitpaste.
Sieht das bei dem Bild mit dem Lichtspalt eigentlich nur auf dem Foto so aus, als würde das Aluprofil gelb angestrichen auch als Banane durchgehen, oder ist das wirklich so schlimm?

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Das ist wirklich so besch...eiden! Dazu kommen eben noch die Ausstülpungen, wobei diese für die Transistoren das Hauptproblem darstellen. An den Stellen ist auch das große Sterben. Das fiel mir beim ersten Tausch gar nicht gleich auf. Die Konkave Form habe ich an dem Profil mit dem Schraubstock weitgehend rausgedrückt bekommen. Das ist ziemlich gut geworden. Lieber darf er sogar ein wenig nach oben gewölbt sein. Dann liegt der Transistor in der Mitte korrekt auf.

Die LabJack U3 Messbox wird vermutlich gut zu dem Gerät passen, auch wenn ich das Datenblatt recht knapp finde. Messgenauigkeiten will Meilhaus anscheinend nicht angeben.
Da Du wohl vor allem mit hohen Entladeströmen testen willst, dürfte eine etwas schlechte Auflösung bei kleinen Strömen vollkommen egal sein.

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Der Labjack ist mit 12Bit angegeben. Das sollte ausreichen wenn ich die Spannung an der Digitalanzeige abgreife. Da habe ich 10mV/A.
Messbereiche unter 5A sind mit der Senke eigentlich eh uninteressant. Bei 1A, was ich auch schon einzustellen versucht habe kannst Du das vergessen. Da nehme ich eben meine kleine Senke solange die Spannung unter 50V bleibt. Die ist zwischen 0 -5 und 0 - 50A umschaltbar.
Wenn es halt mal sein 200V sein müssen gibt es eben einen Steckbrettaufbau mit einem oder zwei dicken IGBTs...

Die LH0070 Referenz ist natürlich super. Die wirst Du vermutlich kaum ausnutzen können.

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Davon hatte ich sogar 8 Stück zur Auswahl. Die lagen absolut gesehen doch tatsächlich um bis zu 1mV auseinander. Aber das ist ja hier nicht so wichtig wie die Stabilität.

Hast Du für die Spannungsmessung am Akku eigentlich noch Sense-Eingänge vorgesehen? Auf den Leitungen vom Akku zu den kleinen Kupferschienen hast Du ja sicherlich schon ordentlich Spannungsabfall. Wenn Du dann später mal nicht nur Amperestunden sondern auch Wattstunden berechnen willst, ist eine unabhängige Spannungsmessung wohl alternativlos.
Die Messbox hat ja genug freie Eingänge.

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Ähh nein. Das habe ich (noch) nicht. BNC-Buchsen wären ja schon genügend vorhanden und eine könnte ich noch dazu reinbohren.

PS

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Die paar Bauteile gehen noch im Kopf. Ein AD620, zwei OPA177, der TL0070 und ein wenig Hühnerfutter.
Die Basiswiderstände betragen ca 0,17 - 0,18Ohm

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Die Operationsverstärker sind eigentlich recht gemütliche Typen ohne ausgeprägte Instabilitäten. Die Basiswiderstände kommen mir aber recht klein vor.

Das Problem bei Bipolartransistoren ist, dass die Basis-Emitter-Spannung um 2 mV pro Grad Celsius sinkt, was zu einer thermischen Mitkopplung führt.
Ich habe mal kurz LTSpice angeworfen. Bei 70 V Eingangsspannung führt eine Erhöhung der Temperatur des Transistors um 1°C zu einer weiteren Erhöhung der Temperatur um ca. 0,6 °C.
Der Verstärkungsfaktor ist also noch <1, d.h. das System läuft nicht direkt thermisch weg, aber ich habe hier auch nur mit dem Wärmeübergangswiderstand des 2N3773 gerechnet und nicht die begrenzte Wärmeleitfähigkeit des Kühlkörpers berücksichtigt.
Wenn man das noch macht, kommt man mit Sicherheit in den Bereich, dass eine Erhöhung um ein Grad eine weitere Erhöhung um ein Grad zur Folge hat. Und dann kommt der magische Rauch aus dem Bauteil raus...

Mit anderen Worten: Meines Erachtens sind die Basisvorwiderstände zu klein, um die thermische Schwankung der Basis-Emitter-Spannung auszugleichen. Ich würde eher in den Bereich 0,47 bis 1 Ohm gehen.
(Bei kleineren Eingangsspannungen reichen die jetzigen Widerstände aber aus.)

Das dürfte Dir eventuell auch anderweitig helfen. Du hast vermutlich relativ viel Verstärkung im System. Die 2N3773 haben im Arbeitspunkt wohl ein h_fe von mindestens 40, die 2N3773, die zum Treiben des Basisstroms genutzt werden, haben sicherlich auch noch mal eine Verstärkung von 40, eher sogar mehr. Das macht in Summe (oder besser: Produkt) dann schon 1600.
Regelkreise mit zu hohem P-Anteil neigen aber zum Schwingen. Und viele Operationsverstärker reagieren allergisch darauf, wenn Sie praktisch keinen Spielraum mehr zum regeln haben, weil das nachfolgende System eine zu hohe innere Verstärkung aufweist.

Du solltest mal prüfen, welchen Spannungshub dein OPV überhaupt noch zum Regeln übrig hat und dann falls notwendig an einigen Punkten die Verstärkung zurückdrehen (z.B. durch höhere Basisvorwiderstände). Hast Du schon einen Kondensator im Gegenkopplungszweig, der die Bandbreite begrenzt?

Ansonsten wünsche ich viel Erfolg für den erneuten Wiederanlauf. Leistungsbaugruppen debuggen ist nicht trivial und zudem teuer, weil bei jedem Versuch meist ein paar Leistungsmodule hochgehen.

Ähh nein. Das habe ich (noch) nicht. BNC-Buchsen wären ja schon genügend vorhanden und eine könnte ich noch dazu reinbohren.

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Platz ist ja noch genug auf der Frontplatte.
Willst Du eigentlich nur I-konstant Betrieb können oder auch R-konstant oder P-konstant?
Bei klassischen Bürstenmotoren dürfte R-konstant näher an der Realität eines Entladevorgangs liegen als I-konstant. Bei modernen Brushlesssystemen hängt es stark von der Elektronik ab, aber wenn die eine gut implementierte Leistungsbegrenzung hat, würde ich vermuten, dass P-konstant der Realität am nächsten kommt.

Servus

Bei den Basiswiderständen hab ich den Wert übernommen der von Cloos zuvor verbrochen worden war.
Für größere Widerstände müsste ich alles noch einmal auseinanderrupfen und Widerstände anstelle der Konstantandrähte einbauen.
Wenn ich das so überschlage und mit ein wenig Sicherheit versehe müsste ich bei nur 0,5Ohm mindestens 0,6W, besser 1W Widerstände einbauen um bei 3A/Transistor keine Probleme zu bekommen.

Der AD620 ist so justiert, dass aus 200A am Shunt(ca 0,5mOhm) 2V werden die der OPA mit demSollwert vergleicht. Die 10V des LH0070 hab ich auf 2V runtergeteilt und mit einem weiteren OPA gepuffert.
Den einen oder anderen Kondensator hab ich drin. Wo müsste ich jetzt schauen. Bislang ist aber zu keinem Zeitpunkt eine Schwingneigung zu beobachten so dass ich an der Ecke eigentlich nicht mehr viel drehen möchte. Was mich momentan noch wesentlich stört ist, dass die Stromanzeige, bzw das was der AD zurückgibt, ohne angeschlossene Spannungsquelle an den Kupferschienen nicht auf 0 bleibt. Der angezeigte Wert stimmt nur wenn etwas angeschlossen ist und geht sonst eher ins Negative.

Der R-Modus steht auch noch auf der Agenda ist aber jetzt erst Mal zweitrangig. Dazu hatte ich mir schon überlegt diesen aufgrund des großen Strom- und Spannungsbereiches mindestens zweistufig zu realisieren. Hab auch den Stromsollwert, für den der 10_Gangpoti eingebaut ist, umschaltbar vorbereitet da 100A bei 10 Umdrehungen einfach praktischer einzustellen gehen.
Die Realisierung von Leistung hatte ich mir auch schon überlegt, aber in einen AD633 mag ich nicht auch noch investieren. Das muss, wenn überhaupt, als Zusatz nachgerüstet werden.

Trotzdem vielen Dank für deine Unterstützung an dem Punkt.

PS

Hm, ich habe gerade noch mal ein wenig mit Spice gespielt. Die Basiswiderstände zu ändern bringt es nicht so richtig. Das macht es zwar ein klein wenig besser, aber löst das Problem trotzdem nicht, außer man macht sie absurd groß.

Eigentlich wollte ich gestern schon empfehlen, die Emitterwiderstände auf 0,3 Ohm zu vergrößern, habe es mir aber verkniffen, weil das richtig Aufwand wäre.
Das würde aber gut funktionieren und den gewünschten Effekt haben.

Ich glaube, ich würde an Deiner Stelle erst einmal das Aluprofil glatt machen und dann mal schauen, wie gut die thermische Kopplung zwischen den einzelnen Transistoren ist. Vielleicht reicht das gerade eben aus, dass Dir keine Transistoren mehr weglaufen.

Dev schrieb:

Eigentlich wollte ich gestern schon empfehlen, die Emitterwiderstände auf 0,3 Ohm zu vergrößern, habe es mir aber verkniffen, weil das richtig Aufwand wäre.
Das würde aber gut funktionieren und den gewünschten Effekt haben.

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Das hatte ich auch schon überlegt und sogar mit 0,1Ohm 1W SMD Widerständen gespielt. Die löten sich ohne Kupferfläche aber schon bei geringeren Strömen als 3A selbst ab. Da würde sich ein Fiasko anbahnen wenn ich davon welche zu den Konstantandrähten an die Emitter bauen würde.

Ich glaube, ich würde an Deiner Stelle erst einmal das Aluprofil glatt machen und dann mal schauen, wie gut die thermische Kopplung zwischen den einzelnen Transistoren ist. Vielleicht reicht das gerade eben aus, dass Dir keine Transistoren mehr weglaufen.

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Das ist auch mein Gedanke. Erst mal die mechanischen Unzulänglichkeiten beseitigen. Dann kann ich immer noch (einzelne)Widerstände einsetzen was aber sicherlich auch nur Flickwerk mit ungewissem Ausgang wäre.
Die driftenden Kameraden habe ich ja jetzt schon identifiziert. So dass ich den Bereichen besondere Aufmerksamkeit zukommen lassen kann. Vorgeschädigte Transistoren die bei zu geringer Spannung durchbrechen sind durch mehrmaliges Anlegen von 150V und Transistortausch auch schon ausgemerzt.

Es wird aber auf jeden Fall noch ein R-Modus kommen. Wenn ich so darüber nachdenke, am Besten 1:10 umschaltbar. Denn bei 100V machen max 200A keinen Sinn mehr.

PS

Ich schreib mal hier weiter...

Mir ging es auf den Sack, dass beim Akkuquälen die Messwerte der Stromsenke und meines parallel messenden Messcomputers bei hohem Strom ein klein wenig auseinanderliefen.
Vermutlich kommt das von der Erwärmung des ungekühlten Shunt in der Senke.
Jetzt habe ich, weil ich eh grad am Suchen war, die Möglichkeit zur Abhilfe gefunden:
Manganinrohr mit 12mm Durchmesser und etwa 17,4mm² effektiven Querschnitt. Was das mal original gekostet hatte will ich lieber nicht wissen. Es gab sogar eine Isabellenhütte Broschüre mit allen Datenblättern dazu. Die Postleitzahlen darin sind noch vierstellig.
Dieses werde ich nun im Sommer, ebenfalls in die Wasserkühlung integrieren.
Damit sollten sich, solange die Wassertemperatur 50° nicht überschreitet nur noch Änderungen bzw. Verschiebungen unter max 0,01% ergeben.
Der einhergehend höhere Widerstand hat dann auch(hoffentlich) den Vorteil, dass sich die Auflösung im unteren Strombereich gegenüber dem bisherigen Shunt verbessern dürfte.



PS