Wasserkühlung einer Motorsteuerung

Hallo Freunde

Da ich nun am Aufbauen von stupsis Motorsteuerung bin, habe ich mich natürlich auch mit dem Einbau in meinem "schwimmenden Roboter" beschäftigt. Da ich jeweils bis max. 24V/8A, also knapp 200W für meine Motoren brauchen könnte, hat mich doch Größe und Gewicht der Kühlkörper beunruhigt. Jetzt möchte ich die Möglichkeit prüfen eine Wasserkühlung vorzusehen. Da es sich um ein Modellsegelboot handelt, ist später im Betrieb der Zugang zu Wasser kein Thema.

In einem Thread auf den ich hier im Forum gestossen bin, habe ich einen Link zum Thema PC und Wasserkühlung gefunden. Dort werden gerne Eheim Pumpen verwendet. Die verbieten sich in meinem Boot wegen Größe und Stromverbrauch.

Da ja alle Boards dem Roboternetz-Standard entsprechen und ich neben der RN-Motor noch 3 der Motorsteuerungen von stupsi einsetzen werde, könnte man mit diesem Verfahren die 4 Boards in einen Träger montieren mit gerade soviel Abstand zwischen den Boards das die Messing-Rechteckprofile an Stelle der Kühlkörper dazwischen passen. Wenn alle Profile den gleichen inneren Querschnitt haben, müßte man durch eine Pumpe angetrieben für einen gleichen Wasserfluß sorge tragen können. Ich spare dadurch mindesten 50% des Einbauraumes.

Bin mal gespannt.

Hat jemand Erfahrung im Einsatz einer Wasserkühlung in einer Platz kritischen Akku-betriebenen Umgebung Erfahrung?

Meine Gedanken im Augenblick drehen sich um den Einsatz vom Messing Rechteck Profilen wie man sie im Flugzeug-Modellbau zum Verbinden der Tragflügel einsetzt. Also etwa 20mm x5mm, also Innenabmessungen etwa 17mm x 2mm. Dieses Profil mit Wärmeleitpaste auf die Wärmequelle pressen. Gehirnschmalz muß noch eingesetzt werden möglichst wenig Energie für die Wasser-Umwälzung einzusetzen. Dabei denke ich daran die Temperatur zu messen und bei Bedarf eine möglichst kleine Wasserpumpte zu aktivieren. Wenn das Boot Fahrt macht könnte es sein das ein solches System ohne Energieeinsatz in einer Pumpe von selber dafür sorgt Wasser von Außen durch die Schläuche und das Profil fliessen zu lassen. In der "Entwicklungsumgebung", also jetzt wo ich in meiner Werkstatt arbeite, könnte eine Eheim Pumpe für die Umwelzung sorgen.

Zitat:

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Zitat von Hellmut

Wenn das Boot Fahrt macht könnte es sein das ein solches System ohne Energieeinsatz in einer Pumpe von selber dafür sorgt Wasser von Außen durch die Schläuche und das Profil fliessen zu lassen.

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Und wenn das Boot nicht fährt, werden die Motortreiber ja auch nicht beansprucht wodurch wesentlich weniger Hitze entsteht.
lg binaer

Das geht noch einfacher...........

verpass dem Teil doch einen geeigneten Rumpf (oder Teil davon) aus Kupfer oder Aluminium.
Auf die Innenseite kannst du Platten/Winkel etc führen die die Wärme der Kühlkörper direkt ans Wasser geben.

Oder Du schraubst statt der Kühlkörper nur einen Alu- oder Messingblock mit ca 15x10 mm an die Leistungstransistoren.
Durch diesen Block bohrst Du vorher längs ein Loch und lötest/schraubst in die Löcher ein Schlauchanschlußstück ran.
Du kannst die Platinen im Rumpf dann so anordnen wie es vom Gewicht und Platz her am besten geht.
Dann nur noch alle Anschlußstücke mit Schläuchen und einer kleinen 12V Pumpe verbinden.
Wenn die Kühlung dann nicht ausreicht könntest Du einen etwas größeren Block nehmen und zwei Kanäle reinbohren
und das Wasser hin und zurück leiten.

Gruß
m.artmann

Ich meine auch, ein Teil eines Schiffes das mit Wasser in Berührung kommt müßte sich am einfachsten im Bereich des Rumpfes finden lassen.
Unsichtbar vielleicht am Kiel?
Manfred

die idee von artmann finde ich persönlich auch am besten. genauso hätte ich es auch gelöst. als material würde ich alu nehmen. das gibt auch ohne wasser die wärme besser an die umgebung ab.

Hallo Hellmut,
du hast eine sehr schöne Frage gestellt. Das Kühlproblem an dem Board ist immer noch ungelöst, und Wasserkühlug wäre sehr effizent.

Das Board ist mit 2 SMD-H-Brücken bestückt, die eine Bauhöhe von 2mm haben. Lötpunkte in der Nähe haben eine Höhe von ca. 3mm. Die lassen sich sicher auf ca.1,5mm kürzen; der temperatursensor hat aber eine Höhe von 3mm! Der Chip lässt sich sehr gut von der Lötseite kühlen; sein Gehäusematerial scheint eine günstigen Rth-Wert zu haben.
Bei 24V /2x 8A ist eine Gesamt-Verlustleistung von ca. 6- 8W abzuführen.
Als einfache Lösung habe ich 2 ALU-Klötze 15x15mm als Abstandhalter zwischen Chip und Kühlkörper gelegt, und einen Standard-Profilkühlkörper untergeschraubt.. Tests mit 4A brachten eine geschätzte Temperaturerhöhung von weniger als 10°C. Der Chip kann übrigens weitaus höhere Ströme, wenn er gut gekühlt wird. Daher ist eine optimale Kühlmöglichkeit sehr interessant.

Hier ein paar Bilder zum Aufbau.
Bild 1: mein Kühlkörperaufbau
Bild 2: Lötseite mit Chips ohne Kühlkörper
Bild 3: Board mit Kühlkörper

Oh, 3 Bilder sind das Maximum. Schade, es reicht aber für den Anfang.

Es gibt auch noch eine Möglichkeit, die Chips von der Bestückungsseite zu kühlen. Unterhalb der Shunt-Widerstände könnte man auch ALU-Winkel anbringen, die die Abwärme mit >2°/W wn eine große Kühlfläche oder ein Kupferrohr führen ; aber wie???


Gruß Stupsi

du könntest seitlich noch zwei 40mm lüfter anbringen (luftsrom längs durch die kühlrippen), die die wärme an die umgebung "abblasen", dies würde die effiziens noch steigern!

Die Idee mit dem Rumpf einlagen finde ich nicht so gut, da man das relativ schwer dicht bekommt.
Ich würde eine Konstruktion mit Schläuchen empfehlen.
Wenn der Druck während der Fahrt nicht reicht, um das Wasser hochzubefördern, würde ich mit einer kleinen Zahnradpumpe nachhelfen.

Ich weiß ja nicht, wie groß das Bot ist, aber wenn die Sonne richtig draufscheint und die Motoren richtig heiß werden, dann nützt ein Lüfter auch nichtmehr soviel.
Das Problem bei einem Boot ist ja, dass man nicbt einfach ein Lütungsloch lassen kann.

MfG ACU

Du musst zusehen, daß Du es irgendwie schaffst, Wasser von Drausen an den Kühlrippen vorbeizuführen. Allerdings: Luftkühlkörper sind keine guten Wasserkühlkörper. Genrell ist es das Problem, die Wärme an das Wasser zu führen und dieses rasch auszutauschen, W. schlecht leitet!

Damit Du mal einen Eindruck erhälts: In meinem CPU-System fliesst das Wasser mit rund 10cm3/sec durch den Schlauch und erwärmt sich um weniger als 1 Grad für einen Athlon1800 und logischrweise um ein weiteres Grad für den zweiten Athlon im anderen Board. (Dual-System). Der Radiator (reine Lüftkühlung mit 2 Stück 120cm Lüftern hat einen Temperaturabfall von min. 8 Grad (Wasser gegen Luft). Bei 30 Grad Aussentemperatur bekomme ich so 2 Prozis, die intern mit gut 50-55 Grad laufen!

Du kannst Dir hier sicher mehr Temp-Diff erlauben, aber trotzdem wirst Du ohne aktive Luftkühlung nicht auskommen. Es sei denn, wie gesagt, du kriegst es hin, stets neues kaltes Wasser nachzuführen und großflächig über die Kühlrippen zu leiten. Du könntest ein kleines Aluflachgehäuse nehmen, direkt auf die Chips kleben und dort flach das Wasser einleiten.
Wenn die Auslassöffnung des Kühlers direkt vor den Propeller im Wasser gelangt, dann zöge dieser noch etwas Wasser durch, denke ich. - Ist aber nicht so effektiv.

Das Beste aber ist es eine (gfs krummlinige) Wärmebrücke aus einem Kupferblock zu bauen, welcher die Chips direkt auf das Alu des Bodens brückt! Kupfer hat auch bei dieser Länge von 2-3cm und der obigen kleinen Fläche höchstens 4-5 Grad Wärmegradient je 10 Watt, damit könnte man in beiden Chips 60 Watt verbraten und bliebe selbst bei 40 Grad Wassertemp. immer noch im akzeptablen Bereich der Chiptemperaturen. Einen dicken Kühlkörper kannst Du Dir dann sparen!

Artikel zu dem Thema findest Du unter http://audiopc.ultracool.de

-> "idealer Kühler"
-> "Funktion der Wasserkühlung"

Hallo,

als Pumpe ist mir gerade eine Solarpumpe eingefallen, die du über eine Solarzelle auf dem Dach deines Schiffes mit Strom versorgen könntest. Oder du bastelst dir vielleicht eine Pumpe, die über die Welle deines Antriebsmotors mit angetrieben wird. Ist mir nur mal so spontan eingefallen.

Gruß,

Martin

Hallo Freunde

Erstmal vielen Dank für die lebhafte Reaktion, hier im Einzelnen:

@Binaer: Du hast teilweise recht, jedoch von mir auch keine hinreichenden Informationen erhalten. Da es sich um ein Segelboot handelt sind für den Antrieb Segel, nicht jedoch Motoren zuständig. Die Motoren kommen zum Einsatz statt herkömmlicher Servos und Winden, sind aber tatsächlich nur gelegentlich aktiv. Daher möchte ich sicherstellen das die Motorsteuerung nicht zu heiss wird, aber auch nicht ständig eine Wasserpumpe betreiben, da dadurch der Akku zu schnell leer wird.
@coldfirev3: Ich baue ein Segelboot mit einem Holzrumpf bei welchem man die Holzstruktur sehen kann. Ich finde das sieht pitze aus. Siehe hier unter Hobbie/Voilier Bauphase:

www.kohlsdorf.homepage.t-online.de

Dadurch kann ich natürlich keine Kupferflächen direkt nach außen ans Wasser führen.

@m.artmann: Genau in Richtung deines Vorschlages geht mein Denken. Sie dir stupsis 2. & 3. Bild hier an. Ich denke daran 2 Dieser Boards mit der Lötseite zueinander in einen Rahmen zu stecken Dazwischen, also statt des Kühlkörpers wie im 3. Bild Dieses Rechteckige Profilrohr durchzuführen, Kupfer wäre ja sicher besser als Messing, und mit den beiden IC`s, siehe stupsi Bild 2 eine gute Wärmeleitverbindung zu erstellen. Die Stirnseitigen Öffnungen dieser Rechteckprofilrohre müssten jweils ein Schlauchanschlussstück bekommen und ansonsten versiegelt werden. Die Rechteckprofile sollten jedoch soviel Masse haben, das sie im Notfall, Ausfall Wasserkreislauf, noch eine gewisse Menge Wärme abführen können.
@x4ace: Du meinst Alu ist besser als Messing?

@stupsi: Gut das du hier antwortest. Ich habe an deinen Bildern gesehen, dass du die Shunt-Widerstände nicht flach auf die Platine gelötest hast, sondern freistehend. Ist das für die Ableitung der Wärme besser als aufliegend? Hier nochmals ganz konkret gefragt. Der Engpass bei dieser Motorsteuerung sind das die Shunt-Widerstande, oder die 2 IC`s, oder beides?

Sollten die Shunt-Widerstände mit 0,01Ohm, 5W, tatsächlich sehr kritisch sein, so könnte man hier mit Alu oder Kupfer unter den 4 Shunts arbeiten und die Anschlüsse an den Aussenseiten durch eine Bohrung führen und diese durch Schrumpfschlauch, vielleicht auch Kunststoffrohr isolieren. Das Gleiche über den Shunts, Die Berührungsflächen mit Wärmeleitpaste bestreichen. Auf der Bestückungsseite hat man ja viel Platz, da die mechanischen Widerstände eine große Bauhöhe aufweisen. Ist der Aufwand an dieser Stelle es wert?

Dann noch eine Frage zu den Temperatursensor, auf deiner Stückliste kann ich nichts als Temperatursensor entschlüsseln? Die Möglichkeit die Temperatur direkt zu messen würde mir ja erlauben, dann wenn erforderlich, eine Wasserpumpe zu starten.

ich meine, das alu die wärme auch im notfall besser an die umgebung abgibt. messing und kupfer leiten zwar sehr gut, aber speichern die wärme auch länger als alu. ich kann mich auch irren, aber bin 99% der meinung.

ich würde dir empfehlen einen kühlkörper zu erstellen, der in etwa so aussieht, das ein wassergeühlter block vorliet, aber im notfall noch ein paar lufkühlungsfinnen aufweist, so das du eine doppelte sicherheit hast. wenn du dir das nicht vorstellen kannst, dann zeichne ich das gerne nochmal per cad.

gruss x

Hallo x4ce

Der Einsatz von Lüftern müßte ja immer auch mit Luftkühlkörpern verbunden sein, und da habe ich mit dem Einbauplatz Probleme

Hallo ACU, den Einsatz so einer kleinen Pumpe zur Unterstützung des Wasserflusses ist denke ich notwendig, in Verbindung mit Temperatursensor könnte man das auch betreffs Energieverbrauch optimieren. Die Motoren sind ja nicht im Dauereinsatz. 3 der Motoren die am meistens aktiv sein dürften dienen der Betätigung der Winsche die eine Genua und das Hauptsegel steuern. Diese sind aber nur dann häufiger aktiv wenn viel Wind ist und die Maneuver häufiges Steuern der Segel erfordern. es sind sozusagen "super Winden" In diesem Fall hat das Boot Fahrt und damit dürfte der Wasserfluß auch ohne Pumpe funktionieren.

Hallo engineer, der Artikel in deinem Link zu deiner PC-Kühlung ist extrem interessant. Du sprichst davon dass du 10ccm Wasser/Sekunde zur Kühlung benötigst, braucht man soviel?

Ich gehe davon aus das ich in meinem Boot immer einen Zufluß und einen Abfluss von Wasser habe, der See ein unendliches Reservoir ist.

Was ist für die Funktion der Wasserkühlung entscheidend? Wenn ich ein Messing oder Alu-Profil über die beiden IC`s, siehe stupsis Bild 2, führe, über Wärmeleitpaste dafür Sorge das die Wärme vom IC effektive an das Profil geleitet wird. Ist es die Temperaturdifferenz Wasser, erwärmtes Profil? Ist es wichtig das Wasser schnell daran vorbei fliesst, aber z.B. nur 2mm Wassersäule im Profil? Dann wäre viel Oberfläche zwischen Wasser und Profil aus Messing oder Alu; oder das viel Wasser dort ist, aber nur langsam fliesst?
Wenn ich statt dessen aber z.B. eine Alu-Platte von der Größe der Platine, sagen wir 5 bis 10mm nehme und in diese Alu-Platte ein Laberynth lege durch das wasser fliesst. Ich würde die Platte hierfür in "Sandwich" Bauweise machen und innen Kupfer oder Messingrohre verlegen durch die Wasser fliesst, dann ist einerseits eine massive Wärmesenke vorhanden, welche durch das durchliessende Wasser gekühlt wird.

Was glaubt ihr ist besser?

Hallo RAM, da ich versuche das Boot sehr realistisch aussehen zu lassen verbieten sich leider Solarzellen, aber das konntest du nicht wissen. Danke für deinen Tip.

Hallo x4ce

Ja, hier sind Hosenträger und Gürtel vernünftig. Im Rahmen des Lesens und Nachdenkens über die Beiträge erscheint mit der ALU-Block mit Wasserkühlung aus den von dir genannten Gründen vernünftig. Bin noch gespannt was engineer dazu sagt, der scheint hier ja viel Erfahrung zu haben.

here I am :-)

Kupfer ist besser Als Alu! Entscheidend ist, die Wärem gut leitend an das Wasser abzugeben. Grosse Oberfläche ist wichtig. Daher die ->fins in den Wasserkühlblücken.

Noch was zu oben: Die Speicherwirkung der Metalle ist kein Problem, sondern eher ein Vorteil: Kommt es zu einer raschen Erwärmung der Chips und die Kühlung läuft noch nicht, "verickert" die Hitze dynamisch im Wärmeleitblock. Der Vorteil kommt auch bei CPU zum Tragen. Sieha dazu "was passiert, wenn die Pumpe ausfällt" auf www.audiopc.ultracool.de

Ich plädiere nach wie vor für eine Wärmebrücke der Cips per Kupfer hin ins Wasser. Das sollte auch bei einem Holzboot möglich sein. Könnte man nicht einen verlängerten Alukiel bauen, der unter Wasser auf dem Holzboden sitzt? Der würde auch verhindern, dass der Holzboden beim Auflaufen beschädigt wird. Auf den Kiel kommt T-förmig der Cu-Wärmeblock. Wenn die Hitze auch nur irgendwie ins Kupfer krieichen kann und nach Aussen ans Wasser kommt, hast Du gewonnen.

Eine indierekt Wasserkühlung mit einem echten zweiten Kreislauf dürfte schwierig werden, es sei denn m an baute wirklich eine kleine Wasserpumpe (tauchpumpe mit Ansaugstutzen am Bug) ein, führte was Wasser über selbstgebaute Chipkühler und bliesse dann das Wasser am Heck wieder raus. Als Pumpe käme eine der kleineren 12V-Pumpen in Frage, die man mit den Motoren koppeln könnte: Das Ausgeblasene Wasser wäre ein zusätzlicher Antrieb.

Wie wäre es , wenn Du die E-motoren wegliessest, und nur 2 starke Ansaugpumpen als Antrieb benutzen würdest? Als Rückstoss für ein quasi-Segelschiff würde das allemal taugen. Und mit 2 Pumpen könnte man auch die Richtung gut steuern - wie bei einem Panzer. Aber ich glaube, das wäre scho wieder ein Konzept für ein ganz anderes Projekt - gfs für einen Katamaran oder so ....

Es gibt da noch zusätzliche Probleme.
1. Warum wird bei PC-Waküs Destilliertes Wasser mit Korrosionsschutz verwendet? Damit die Wakü nicht verkalkt und der Kühler nicht korrodiert ;)
Eine Verkalkte oder Korrodierte Kühlung leitet die Wärme viel schlechter ab.

2. Das Seewasser müsste je nach Kühlerart auch gut genug gefiltert werden, denn wir wollen ja keine Verstopfung.

@Hellmut: Ich denke dass ein Labyrinth im Kühler die Kühlleistung nicht steigert, es sei denn du hast eine starke Pumpe, aber einen "passiven" Betrieb, wo das Wasser durch die Fahrt durchgetrieben wird wirst du dann wohl vergessen können :(

@engineer: Kupfer hat zwar eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Alu, was aber nicht zwingend heisst, dass Kupfer besser geeignet ist. Denn Kupfer ist allergisch gegen Wasser. Alu korrodiert zwar mit der Zeit auch, aber massiv weniger als Kupfer.
Und ich denke dass Hellmut sein Segelbot kaum mit Elektromotoren betreiben will ;)

lg binaer

1) Weil es ein geschlossener Kreislauf ist, und oft Kupferkühler mit Aluradiatoren in Konjunktion benutzt werden, was Elektronienwanderung auslöst.

2) Das Kupfer kommt nach meiner Empfehlung NICHT mit dem Wasser in Berührung! Das Kupfer leitet nur trocken die Wärme der Chips auf das grossflächige Alu. Irgendwo im Holz gibt es dann einen Durchstich. Ich hoffe, man kann sich das Vorstellen.

Eine Korrosion ist auch unerheblich, da das Seewasser ständig am Alukiel vorbeiströmt. Filterterung braucht es nicht- eine Veralgung wie im PC theoretisch möglich - ist hier ausgeschlossen. Das Alu bildet dann seine natürliche Al2O3-Oberfläche! Ab und an etwas Putzen des Kieles / Kühlers wäre das Einzige, das theoretisch anfiele.

@engineer:
Ob der Kreislauf geschlossen ist oder nicht, ist für die Korrosion so ziemlich egal. Und Korrosion kann nicht daher kommen, dass Alu und Kupfer zusammen benutzt werden, denn auch reine Kupferkühlungen (Mit Kupferkühlkörper etc...) haben das Problem der Korrosion.
Soweit ich Hellmut verstanden habe, will er aber kein Alu an der Aussenseite des Schiffes.

lg binaer

Doch! Es macht einen grossen unterschied und zwaf für beide Aspekte:

1) Bei "nur-Alu" exisitert keine Differenz in der elektrochem. Spannung der Metalle

2) In geschlossenen Systemen, gibt es nur eine Anfangskorrosion- da das Wasser irgednwann mal gesättigt ist.

Zurpck zum Thema: Da der Aluboden ausscheidet, bleibt nur Luftkühlung. Eine Wasserkühlung als Zwischenkreislauf ist nutzlos und ineffizient.
Dann würde ich also bie den doicken schwarzen Luftkühlkörpern bleiben und einen großen 120er Lüfter draufsetzen.

Hallo Freunde

schaut mal auf den Link zu meiner armseligen Home Page, da könnt ihr einige Aufnahmen meines Bootes im bau sehen, da gibts leider keine metallenen Flächen nach außen zum Wasser.

Wenn ich dich richtig verstehe engineer, würdest du Kupfer empfehlen und als Wärmesenke die Abwärme der IC's auf eine Große Fläche zu verteilen, welche dann ihrerseits mit einer großflächigen Alu-Platte zu verbinden wäre in welcher ich Wasser zum Ableiten der Wärme durchfliessen lasse. Das läßt sich gut machen. Auch die Funktion des Kupfers und der ALU-Platte als passive Wärmesenke überzeugt mich, Hoesenträger und Gürtel!
Nach Aussagen im Forum schiffsmodell.net entsteht durch den Unterdruck beim Fahren selbstätig ein Wasserfluß wenn ich eine Wasserführung mache, wo ich Richtung Bug Im Kiel eine Einlaßöffnung für Wasser einbaue, eine Wasserableitung vor dem Ruder versteckt habe ich sowieso schon vorgesehen, da es im Boot eine Bergungsröhre für einen Spinnaker habe, und da kann schon mal ein ganzer Schwall Wasser eindringen. Ich verwende eine Schaltung die das eingedrungene Wasser erkennt und eine starke Pumpe betätigt bis der Sensor kein wasser in der Bergungsröhre mehr erkennt. Diese Pumpe ist allerdings sehr stark dimensioniert, da ich mit der Möglichkeit rechne das einige Liter Wasser dort plötzlich einschwappen können. Das System ist vollständig nach innen Wasserdicht.

Mir hat aber das hier im Forum gezeigte Prinzip einer Peristaltik-Pumpe gefallen. Ich könnte einen sehr kleinen E-Motor einsetzen der von der RN-Control, wenn diese durch Temperatursensoren an den Motorsteuerungen eine erhöhte Temperatur erkennt, aktiv Wasser pumpt bis die Temperatur wieder Ok ist. Gleichfalls muß ich Vorkehrungen treffen wenn das Boot im Trockenen außerhalb des Wasser ist, dann muß ich eine Alternative schaffen.

Ich möchte hier allen die so aktiv beitragen darauf aufmerksam machen, das mein Modell-Boot, siehe Link, eine Langkielsegelyacht ist. Dort ist eigentlich kein Motor der das Boot antreibt. Die hier von stupsis Motorsteuerung gesteuerten 24V Motoren dienen zur Betätigung der Umfangreichen mechanischen Systeme in meinem Boot. Dabei gibt es ein System welches sehr viel Leistung fordert, aber diese jeweils nur wenige Sekunden lang und andere die zur Betätigung der Segel verwendet die laufend kurze Wege zurücklegen werden. Steuern vom Hauptsegel und dem Genua Vorsegel. Diese Segelbetätigung fndet außer bei den Wenden meistens statt wenn das Boot fährt.

Ich rechne erst einmal damit das meine Motorsteuerungen schon in der Entwicklungsphase intensiv betätigt werden und dort werde ich nach dem was ich hier gelernt habe mit einer externen Eheimpumpe arbeiten. Also großen Eimer mit Wasser und von dort eine Zu- und Ableitung des Wassers. Danke.

So wie ich das verstanden hatte, wollte engineer die Platte ausserhalb des Schiffes, aber egal.
Ob es sich lohnt, da eine Konstruktion aus verschiedenen Metallen zu bauen und einen sauberen Übergang zu gewährleisten, weiss ich nicht, denn es ist ja durchaus auch möglich moderne CPU's nur durch Alukühlkörper zu Kühlen, dann wird man einen Motortreiber wohl auch noch einfach kühlen können.
Zumal ist der Flaschenhals bei einer Wakü meistens der Radiator, welcher in deinem Fall ja entfällt und du dauernd frisches Seewasser hast.
lg binaer

Hallo binaer

Nach Auskunft von stupsi, hat seine Steuerung ein kritisches Temperaturverhalten, dabei setzt er schon einen recht massiven Kühlkörper ein. In meinem Modell Segelboot würde ich aber für 3 dieser Steuerungen plus der RN-Motor viel zu viel Platz brauchen, daher die Überlegungen Ich spare hiermit etwa 50% des Raumes und sicher >90% des Gewichtes bei hoffentlich besserer Kühlleistung.

Hallo,

naja, sooo kritisch ist das Temperaturverhalten auch nicht, Hellmut.
Solch ein SMD-Chip ist nur zum Kühlen ungüstig gebaut. Die direkte Kühlung ist unterhalb des Schips angeordnet und man kommt nur über den indirekten Weg der Chip-Oberseite zum Kühlen ran. Damit geht es auch schon ganz ordentlich.

Hier noch genauere Informationen zum Board:

Das Wärmeproblem besteht bei diesem Board NUR mit den Chips auf der Unterseite.
Der Chip hat einen Betriebs-Widerstand von ca. 0,045 Ohm, damit ergeben sich ca. 3,5W Verluste pro Chip bei 8A.
Der Thermische Widerstand zwischen Chip und Gehäuse ist leider im Datenblatt nicht angegeben;
ich schätze Ihn auf ca. 4...5°/W ein.

Der Kühlkörper auf dem Foto1 hat ein Rth von 1,8°/W.
Der komplette Aufbau wie in Bild 3 hat also ein gesamt-Rth von ca. 7°/W und erreicht damit eine Betriebstemperatur von 50°C bei 8A Dauerleistung. Kurze Überlastungen mit dem doppeltem Strom werden von diesem Aufbau auch noch thermisch aufgefangen.

Somit braucht man keine Hochleistungs-Wasserkühlung, 2 Kupferplatten 15x20x2 mm an ein Kupferröhrchen gelötet könnten auch schon für ausreichende Kühlung sorgen. interessant wäre es hier, Kapilareffekte auszunutzen. Das spart eine Pumpe.

Wird aber mehr Strom benötigt (bei idealer Kühlung sind bis 20A machbar) sind weiterhin gute Ideen gefragt. Dazu müsste ich aber noch etwas zurm Leiterplatten- Layout schreiben, denn nur dort hat man direkten Zugang zur Wärmequelle.

gruß Stupsi

Ja, aber egal wie kritisch dieses Temperaturverhalten auch sein mag, wird es kaum an die Wärmeentwicklung eines modernen CPU's kommen. Denn wenn dies der Fall wäre, wären die Luftkühlkörper dafür anders dimensioniert.
lg binaer

Hallo stupsi

Und wie kritisch ist es mit dem Temperaturverhalten der Shunt-Widerstände?

Hier das Diagramm der Verlustleistungen:

Es sind die Temperaturen in Abhängigkeit vom Strom aufgetragen.
Für dieses Board gelten die 2x10mOhm.
die Kurve des VNH3SP30 gilt hier ohne externen Kühlkörper!
(Die überbreiten Leiterbahnen dienen zur Kühlung)

Gruß Stupsi