Selbstbau Stromsenke 600W/40A mit Balanceranschluss

[osiris81]

Hi,

da ich angefragt wurde, ob ich beim Nachbau meiner Stromsenke helfen kann, habe ich mich entschlossen, den genauen Aufbau hier zu dokumentieren. Es handelt sich um diese Stromsenke:



Dazu gibt es die Auswertesoftware am PC:



Ich werde die einzelnen Teile hier nach und nach einfügen. Das Ganze wird aber eine Weile dauern, wer den Nachbau machen möchte muss sich etwas gedulden (bei schönem Wetter habe ich anderes vor)

Es wird 4 Teile geben:
1. Transistorstufe mit Kühlkörpern
2. PCB Stromsenke
3. PCB Controller mit Balanceranschluss + Firmware
4. PC-Software (über USB verbunden mit dem Controller)

Den Grundsätzlichen Aufbau der Stromsenke habe ich von hier:
40A Stromsenke - MVR

Unter dem Link ist eigentlich auch alles zur Stromsenke beschrieben, ein paar Sachen habe ich noch angepasst und eben den Controller hinzugefügt. Interessierte sollten den Link aber am besten mal durchlesen

Gruss,
Rico

[osiris81]

AW: Selbstbau Stromsenke 600W/40A mit Balanceranschluss

1. Teil: Transistorstufe mit Kühlkörpern + Fan





Material:
4 x Kühlkörper 75 mm 1 K/W schwarz eloxiert, SK 34/75 SA, Fischer Elektronik (besser SK34/100 mit 100mm Länge)
8 x Leistungstransistor TO-3 NPN 60 V, 2N3055G, ON Semiconductor
8 x Darlington-Transistor TO-220AB NPN 100 V, TIP122
24 x M3 Schraube 10mm
24 x M3 Mutter

8 x Kabelschuh mit ßse blau
4 x Silikonkabel 30cm 12 AWG (rot) Kabelschuh vorerst nur auf einer Seite montieren
8 x Silikonkabel 30cm 0.75mm2 (schwarz)
8 x Silikonkabel 30cm <0.75mm2 (rot)

4 x Gewindestange 15cm 4mm
16 x M4 Mutter
2 x Brushless DC Fan 12VDC 120mm mit 3-poligem Anschluss (z.B: BitFenix BFF-SCF-12025KK-RP)

Schrumpfschläuche
Kabelbinder

Aufbau:
Ich habe bei den Kühlkörpern nur die 75mm lange Version verwendet, besser wäre aber die 100mm lange Version, dann hat man auch mehr Platz für die Bauteile.

Zunächst müssen 4 identische Stufen aufgebaut werden. Zuerst werden die Bohrungen gemacht:



Grün gestrichelt der Umriss der Leistungstransistoren
4 x 4mm Bohrung für die Gewindestangen um die einzelnen Stufen schlussendlich zusammenzuschrauben. Der Abstand der Bohrungen ist eigentlich egal, muss nur bei allen 4 Stufen gleich sein, ich habe 40mm Abstand.
10 x 3mm Bohrung: Damit die Bohrungen passen, am besten eine Schablone mit einem dünnen Holz oder PCB machen. Dabei darauf achten, dass schlussendlich der Emitter vom Darlington-Transistor (Pin3) direkt mit der Basis des Leistungstransistor (Pin 1) verbunden werden (weisser Schrumschlauch im Bild betrachten)

Sind alle Bohrungen gemacht, so muss die Eloxalschicht an einigen Stellen entfernt werden (z.B. mit einem Dremel):


Auf der anderen Seite auch


Nun alle Transistoren montieren, wie ersichtlich bei einem Darlington-Transistor zusätzlich das 12 AWG Kabel per Kabelschuh montieren. Danach einen Schrumpfschlauch über die beiden Pins der Leistungstransistoren machen (ganz wichtig bis ganz nach unten, damit die Pins auf keinen Fall Kontakt mit dem Kühlkörper machen können, oben ein paar Millimeter frei lassen, damit noch was angelötet werden kann )

Zu guter Letzt Emitter und Basis verlöten und die Kabel anlöten und mit Schrumpfschläuchen sichern.



Sind alle 4 Stufen fertig, werden die Stufen mit den Gewindestangen oben und unten miteinander verschraubt.



Die beiden Lüfter mit Kabelbindern oben und unten befestigen und fertig ist der 1. Teil

[paschgu]

AW: Selbstbau Stromsenke 600W/40A mit Balanceranschluss

Danke für die super Anleitung! Ich werde nächste Woche mit Bauen beginnen. Freue mich schon auf Teil 2.
Gruss Pascal

[RALF B.]

AW: Selbstbau Stromsenke 600W/40A mit Balanceranschluss

Servus

Selbstbau Stromsenke 600W/40A mit Balanceranschluss

Feine Sache solch eine Senke, und dann noch so ne tolle Anleitung. Sowas suchte ich schon lange

[osiris81]

AW: Selbstbau Stromsenke 600W/40A mit Balanceranschluss

2. PCB Stromsenke

So, nun also das PCB zur eigentlichen Stromsenke. Hier mal nur als Vorschau das Layout




und wie es fertig etwa aussehen sollte:




Material:
Die einzelnen Bauteile die ihr benötigt sind im angehängten CurrentSinkV3_BOM.pdf zu finden. Die Kondensatoren dürfen natürlich auch für mehr als 16 Volt ausgelegt sein. Einige Widerstände müssen wie angegeben 0.1% genau sein (die sind aber auch günstig zu kaufen). Ich würde alle Bauteile doppelt kaufen, falls mal etwas schief gehen sollte

Falls etwas unklar sein sollte, einfach fragen

Ansonsten benötigt ihr noch:
- PCB (klar )
- ca. 10cm Kupferdraht 0.6mm für Drahtbrücken (ausser ihr lasst den Print zweilagig herstellen)
- 12 Volt Netzteil 1A mit 5.5mm Buchse (innen +, aussen -)
- 2 kleine Aufklebekühler (ca. 15x15mm und 9x9mm) für den Shunt-Widerstand und den Spannungsregler (sind im Foto im ersten Beitrag ersichtlich), am einfachsten ein Kühlerset für das Raspberry Pi kaufen

für den Anschluss eures normalen Ladekabels:
- 2 Kabel 12 AWG (rot und schwarz)
- 2 Goldkontakt-Buchsen 4mm und entsprechende Schrumschläuche

zum Befestigen der 4 roten 12 AWG Kabel der Transistoren:
- 1 x Schraube M4 10mm
- 2 x Mutter M4

zur Befestigung der Platine:
- 4 x M3 Schraube 10mm
- 4 x Distanzbolzen für M3 Schraube 15mm

PCB:
Die Platine könnt ihr einlagig selber ätzen. Im CurrentSinkV3_pcb.PDF ist der Top Layer einmal normal und einmal gespiegelt vorhanden, je nachdem, welches Verfahren ihr verwendet (ich benutze Tonertransfer und drucke darum das Layout normal aus). Der Bottom Layer ist auch im Dokument drinnen, nur zum zeigen wo ihr die Drahtbrücken löten müsst. In CurrentSinkV3_assembly_drill.PDF findet ihr den Bohrplan und die Bestückung der Bauteile.

Ihr könnt die Platine natürlich auch anfertigen lassen (beta-layout etc.). Da zweilagige Platinen nicht viel mehr kosten, könnt ihr die Platine auch zweilagig anfertigen lassen (oder einlagig und Drahtbrücken löten). Gerber und Drill Files sind in CurrentSinkV3_gerber_drill.zip vorhanden. Ich hoffe da ist alles richtig dabei, aber euer Anbieter wird sich schon melden, wenn was nicht passen sollte. In diesem Fall einfach hier melden, dann werde ich es mir anschauen.

Zusammenbau:
Zuerst die Platine bestücken (zuerst SMD Teile, dann THT).

Ist alles bestückt, könnt ihr von unten her die Kabel von den Transistoren durch die entsprechenden Pads stecken und oben anlöten: die Basis (dünnes rotes Kabel) zum B, der Emitter (schwarzes Kabel) zum E. Achtung: die dünnen roten Kabel müssen in ein 0.8mm Loch passen, dies habe ich im 1. Teil leider nicht erwähnt, die Kabel dürfen also nicht zu dick sein!

Danach noch die Akkuspannung (die 4 dicken roten Kabel) mit der M4 Schraube und den Mutten befestigen. Nun fehlen nur noch die 2 Lüfter, diese ebenfalls von unten durchs entsprechende Pad und oben anlöten. Die Distanzbolzen noch montieren und fertig



Ich werde dann nächstens noch ein paar Warnhinweise und wie man den vorhandenen Aufbau testet schreiben.

[osiris81]

AW: Selbstbau Stromsenke 600W/40A mit Balanceranschluss

Ich nehme an dass den Print noch niemand gemacht oder bestellt hat, gibt nämlich bereits eine kleine ßnderung. Die Buchsenleiste unten rechts auf dem Print muss ein bisschen weiter runter, damit sie bündig mit dem Print ist:



das ist auch schon alles, sorry!

Die geänderten Files sind unten angehängt.