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31 Juli 2012

Kühlkörper für den IGBT

Der IGBT hat jetzt einem Kühlkörper!
105 x 60 x 20 mm  zwei längs und zwei Querbohrungen mit 9,5mm
zwei 10 mm-Aschlüsse, einfach zusammengepresst.
Die Bohrungen habe ich aussen mit einer Reibahle 15mm tief auf 10mm H7 aufgerieben,
die Messingrohre hatten fast ein zehntel Übermaß.
die Stopfen habe ich mit 10,07mm angefertigt.
So schwer wie das alles reinging ist das dicht und hält !
War nur etwa eine Stunde Arbeit


ob der reicht, das werden wir ja sehen! ich meine, der muss reichen


Hier sieht man die Größenverhältnisse von IGBT und Elkos

Nachtrag vom 3.8.2012:
Gestern habe ich nochmal einen sehr interesssanten Versuch mit diesem "Controller" gemacht:

Volles Netzspannungs-Niveau am Eingang = 320V am Elko angelegt
und als Last ein 100m-Bündel 0,75er Litze angeklemmt.
Die Induktivität des Kabelbündels reicht, um da bei ca 1,5A am Eingang
etwa 15A am Ausgang fliessen zu lassen. Am Kabelbündel fallen dabei etwa 25V ab,
und nach kurzer Zeit wird es sehr heiss! Immerhin sind das knapp 400W! 
Und als ich dann noch einen dicken Eisenkern  hineinstellte , ein Stück 80mm-Welle,
konnte man selbst in 1Meter Entfernung meinen guten alten Röhrenmonitor
grün und blau werden lassen.

Das ist diese etwas sehr gewagte "IGBT-Charger"-Schaltungsidee die seit einiger
Zeit durchs Internet geistert und auch funktionieren soll, aber das ist mangels
Galvanischer Trennung vom Stromnetz schon sehr gefährlich, insbesondere als 
hier dann der Plusspol am "oberen" Ende hängt und die - Seite nach "unten" gezogen wird.
Das ist SO nicht Praxistauglich.
Aber ausprobieren wollte ich das schon lange....... :-) 
Funktionieren tut das, wenn man mal die Tatsache dass hohe Ströme fliessen als funktionieren
bezeichnet und sogar ungekühlt schafft der IGBT locker kurzzeitig 30A am Ausgang,
nur gibt das mein Trenntrafo nicht lange her, und den will ich für diesen Versuch nicht riskieren.

Hier ist aber jetzt erst mal Pause, und als Nächstes wird das alles erst mal sauberer aufgebaut
und gekühlt, entstört und so weiter ..........Vor Allem die Treiberstufe muss ordentlich versorgt
werden und das möglichst auch noch galvanisch getrennt.
Mal sehen, ob eine leicht negative Schaltspannung nötig ist, wie manchmal empfohlen wird.
Bei meinen ersten Tests hat der IGBT recht gut abgeschaltet, und am Oszilloskop war eine
Spannungsspitze sichtbar, die darauf hindeutet, dass der Transistor schneller schaltet, als die
Freilaufdiode durchschalten kann. Diese Spitze muss natürlich noch weg, aber zunächst muss
da ein sogenannter "Snubber" auf den IGBT drauf, ein sehr hochwertiger Kondensator, der
die volle Schaltspannung aushalten und dämpfen muss, und erst wenn ein paar 
Grundvoraussetzungen erfüllt sind, dann macht es Sinn, an der Feinabstimmung zu arbeiten.
Wichtig ist jetzt erst mal die Treiberstufe inclusive DC-DC-Wandler und galvanisch getrennter
Ansteuerung.
So was gibt es sogar schon fertig zu kaufen, aber ich will versuchen, es selber zu bauen.
Die ersten Versuche waren einfach zu vielversprechend!
Vorerst bleibt es bei einer ganz primitiven spannungsgesteuerten PWM, weil ich erst mal nichts
Anderes brauche,aber wenn irgendwann mal die Treiberstufe korrekt läuft,
dann will ich auf alle Fälle noch eine Strommessung per LEM HASS200-S einbinden und
das Ganze mit einem elektronischen Gaspedal ansteuern, wie es bei modernen Autos schon
einige Zeit Stand der Technik ist.

Wer sich genauer erkundigen will, dem empfehle ich, mal auf der Knowledge-Base von
Semikron vorbeizuschauen :

 http://www.semikron.com/skcompub/de/application_manual_2010-4165.htm

oder sich das hier anzuschauen:

http://www.scribd.com/doc/7342732/Dealing-With-IGBT-Modules-Semikron

Es geht beim Aufbau der Stromschienen vor Allem darum mögliche Schwingungen infolge
von Induktivitäten und Kapazitäten in der Leitungsführung schon im Keim zu ersticken.
Hochinteressant, auf welche Kleinigkeiten es da ankommt............
Das ist HF-Technik, und da ist so vieles anders als man meint. hier geht es gar nicht
um die PWM-Schaltfrequenz, sondern um die Zeit, die die Flanke des Signals beim
Schalten von 0 bis 1 bzw von 1 nach 0 braucht. Je schneller es hier schaltet desto hochfrequenter
sind die dabei entstehenden Störungen, und die sind dann irgendwo im UKW-Bereich
zu suchen. 

Das alles sind Experimente, die nur jemand durchführen sollte, der weiss, was er da gerade tut!
Die hier auftretenden Spannungen und Ströme sind Lebensgefährlich!
Also bitte nicht nachmachen! zu gefährlich!





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