[E_Tobi]

Christian, kannst du das von Voltwide vorgeschlagene mal machen?

Wobei auch nicht explizit drinnen steht gegen was die Drosseln geshielded sind...Einblick`? Oder Fliegendreck...

[christianw.]

Ja, ich muss nur etwas nicht verurteiltes Composit abschaben. Auf einigen Bildern sieht es ja so aus, als ob auch im Composit ein Metallpulveranteil wäre, aber das kann auch einfach vom Schliff kommen - ich kann derzeit nicht besser als mit 1500er schleifen.

Zitat:Built using wirewound construction and housed in a rugged, magnetic shielding body, the XEL / XAL / XFL parts deliver the highest performance in the smallest possible space.

Hmm, bei diesem unsymmetrischen Verguss, wie auf den Bildern zu sehen, fällt diese „Wirkung“ doch sehr inhomogen aus, nicht?

[christianw.]

Vergussmasse/Probe ist magnetisch und brennt/schmilzt nicht beim befummeln mit einem Feuerzeug.

[voltwide]

(27.09.2018, 05:16 PM)christianw. schrieb: Vergussmasse/Probe ist magnetisch und brennt/schmilzt nicht beim befummeln mit einem Feuerzeug.

Ja, das macht Sinn da von "magnetic shielding" die Rede ist.
Warscheinlich hat E-Toby Recht und der "distributed gap" findet sich im Innenbereich - damit ergäbe sich die maximale Abschirmungswirkung.

[E_Tobi]

(27.09.2018, 11:47 PM)voltwide schrieb: Warscheinlich hat E-Toby Recht und der "distributed gap" findet sich im Innenbereich - damit ergäbe sich die maximale Abschirmungswirkung.

Genau, das war mein Gedanke...und auch fertigungstechnisch, weil in der Konstellation der Luftspalt mit dem festen Kern mit definierten Abmessungen über die Materialzusammensetzung gesteuert werden kann. Das außenrum wird dann einfach nur noch reingegossen und trägt, solange es deutlich höher permeabel ist als der Kern, nur noch wenig zum verteilten Luftspalt des Gesamtkreises bei.

Anders rum, mit einem Kern ohne Luftspalt, wäre die Geometrie und Masse der "Vergussmasse" ausschlaggebend für die magnetischen Eigenschaften...und das stelle ich mir schwer zu reproduzieren vor...

Da müsste man mal mit einem Fertigungsmann von denen reden...

[christianw.]

Kann man hier nun über den Füllfaktor auf die relativen Kernverluste schließen? Also weniger Füllung, mehr Verluste oder so?

[E_Tobi]

Was meinst du mit Füllung?

[christianw.]

Windungen zu Kernhöhe. (Siehe Schnittbilder)

[alfsch]

eher nein. Die alte Faustregel sagt: du hast das Optimum getroffen, wenn Verluste im Kern und im Kupfer etwa gleich sind....
das ist aber auf ein zu Verfügung stehendes Volumen X bezogen; 
wenn wir also die Eigenschaften des Kernmaterials und der Ferrit-Epoxy-masse nicht kennen...kannst eigentlich nur testen: geht gut ...oder weniger gut.
ändern kannst den Aufbau ja eh nicht.

[E_Tobi]

Hm, kommt ganz drauf an wie du vergleichen willst, würde ich sagen.
Wenn Auslenkung, Frequenz und Volumen gleich bleiben, bleiben auch die Kernverluste gleich.
Weniger Wicklung bedeutet weniger Windungen bedeutet weniger Induktivität, das heißt die Spannung über der Drossel muss sinken damit der Rest gleich bleibt.

Bei gleicher Spannung steigen die Kernverluste, weil die mag. Auslenkung steigt.

Die Wicklungsverluste steigen auch bei gleichbleibender Spannung und sinkender Induktivität, weil sich die Verluste über den Strom quadratisch verhalten, der Widerstand linear sinkt und der Strom aber linear steigt.

[christianw.]

Hier noch mal n paar Details:

XAL8080-103:
   

XAL1010-103:
   

XAL1580-302:
   

[christianw.]

Letztens mal mit einem Grössen Netzteil getestet (12V 66A), dabei fiel auf, dass der SyncFET der dritten Phase 20C wärmer wird als der Rest. Um die Stromverteilung zu testen kann man die Controller abschalten, dann geht die Leistung über die 4 Paralleldioden- diese werden alle gleich warm.. Hätte auf eine Imbalanz im Kupfer der Platine getippt. Mosfet ist okay.

[E_Tobi]

Du kannst mal im Vergleich die vier Switchnodes messen, bei entsprechender Skalierung sieht man recht schön wie lange die Synchron-FETs eingeschalten sind (wo die -0.6V von der Bodydiode wegfallen und am Ende wieder erscheinen).

Ich würde drauf tippen dass der heißere FET kürzer eingeschalten ist als die anderen.

Der Grund dafür ist dass mit mehr Verlustleistung (Alle erzwungen aus) bei thermischen Problemen der vorher heißeste FET nun noch viel heißer als alle anderen werden müsste. Wenn er gleich heiß bleibt bedeutet das, dass er bei gleicher Verlustleistung eine gleiche thermische Impedanz zur Umgebung hat wie der Rest.

[christianw.]

Den zweiten Absatz verstehe ich nicht. Wenn die Controller aus sind und der Strom nur über die vier extra Dioden geht sind alle FETs kalt.

Bei höherer Eingangsspannung als 12V ist das Phänomen im Schaltbetrieb (Controller ein, Vout=51V) nicht sehen. Allerdings war/ist Phase 3 schon immer etwas wärmer gewesen.

[E_Tobi]

Achso, du hast da Paralleldioden. Ok, hatte ich vergessen. Trotzdem bleibts bestehen.

Sagen wir FET+Diode 1,2,4 haben 6K/W und FET+Diode 3 hat 10K/W. Alle FETs und Dioden haben im Sync-Betrieb 5W Verluste, dann haben FET+Diode 1,2,4 am Ende 30°C Erhöhung gegen die Umgebung, FET+Diode 3 50°C => 20°C Differenz.

Nun schaltest du den Sync-FET ab, die Verluste steigen und liegen nun bei 7W. Dioden 1,2,4 haben dann 42°C Plus, während Diode 3 70°C Plus hat. Schon 28°C Differenz. Wenn also die Wärmeableitung das Problem wäre, müsste FET+Diode 3 mit steigender Verlustleistung (Sync.aus) noch deutlich heißer werden als alle anderen.

Da die Temperatur sich dann aber angleicht gehe ich davon aus dass in der Ansteuerung von FET 3 das Problem liegt. Entweder zu kurz an, oder sonst irgendwas, so dass in diesem Zweig mehr Verlustleistung aufläuft als in allen anderen.

[christianw.]

Asche auf mein Haupt, es ist nicht der SyncFET sondern der SchaltFET.  

(Rot markiert)

Man könnte ja jetzt annehmen, dass Phase 3 den kürzesten Strompfad darstellt.



   

Der Top-Power-Layer existiert so ein weiteres Mal auf Layer 3.

[E_Tobi]

Bestimmender Widerstand an dem ganzen dürften eher die Drosseln sein.

Abseits davon benutzt der Controller eine Peak Current Mode Control-Strategie, das heißt egal ob der Zweig nieder- oder Hochohmig ist, der Spitzenstrom ist in allen Zweigen immer gleich. Bei einer so hohen Differenz wie 20°C würde ich auch hier eher auf ein Problem in der Ansteuerung (Gatespannung, Ringing) tippen als auf andere Effekte.

Edit:
Kannst du mal ein Oszi dran hängen, CH1 Switchnode 3, CH2 Gate Highside 3? (Zweiter Edit:Phase 3 natürlich, nicht 1...)
Aufm Math-Kanal dann die Differenz, =Gatespannung?
CH3 bräuchten wir dann idealerweise noch den Drosselstrom, ist aber entbehrlich...

[christianw.]

Ja, kann ich morgen einreichen. Muss erstmal die Senke reparieren.

[E_Tobi]

Danach könntest du, nur um das zu kontrollieren, alle vier Drosseln auf einer Seite hochheben (idealerweise auf der nicht-geschaltenen Seite) eine Drahtschlaufe einlöten, eingelötet lassen und dann bei konstanten Einstellungen von Quelle und Senke den Strom immer in zwei der Drosseln messen.

Alternativ auch mit einem extra-Shunt, wenn du den DC-Anteil auch sehen willst und keine Stromzange hast.

[christianw.]

Das kann ich erst bei einem weiteren Aufbau testen, das aktuelle Board ist thermisch bereits "ausgereizt", was die Anzahl der Reflowzyklen betrifft.