La mejor manera de probar un diseño de PCB de alta corriente 70A @ 12V

Diseñé un circuito (MOSFET HBRIDGE) que debería ser capaz de manejar 70A a 14V. Ahora que se envía el tablero, estoy pensando en cómo probarlo correctamente.

En este momento, la forma más lógica que tengo de probarlo es tomar un montón de resistencias de potencia y conectarlo a una batería SLA 12V.

Comenzaría con 15A y luego quizás 35A y luego 50A o algo así. Monitorearía la temperatura tanto en los pies como en las huellas.

Cualquier otra sugerencia sería apreciada.

Si bien verificar la temperatura es buena, sería mejor verificar las diferencias de voltaje con la corriente que fluye a través del circuito. Con un alto amperaje, incluso la misma resistencia generará diferenciales de voltaje que facilitarían la identificación de problemas.

¿La mejor manera de probar? Esa es una pregunta demasiado abierta. Necesitamos saber cuáles son sus objetivos o requisitos. ¿Necesita trabajar en un amplio rango de temperaturas? ¿Qué pasa con una amplia gama de cargas? ¿Es posible que las cargas se desconecten repentinamente mientras están en uso? ¿Qué pasa con las entradas? ¿Cargas inductivas (suponemos puente h = control del motor), cargas resistivas, cargas capacitivas?

Por lo tanto, identifique las regiones de operación, cree una matriz de todos los casos diferentes y pruebe muestras representativas de cada caso, con múltiples puentes h diferentes para que tenga una idea de cómo las pequeñas diferencias en los giros del tablero afectan las cosas y no solo las pruebas estadísticas anomalías Esa es la "mejor" manera.

Si está utilizando alta frecuencia con la puerta de los FETS, vigile también el ruido de inducción, este tipo de ruido puede funcionar mal en cualquier dispositivo electrónico, especialmente si está diciendo que está llegando a 70 A

Una fuente de alimentación se puede probar con una carga ficticia, como una resistencia de alta potencia o un globo terráqueo. La mayoría de las fuentes de alimentación no ofrecen una salida nominal completa de forma continua. La demanda está en constante aumento y disminución. Una carga ficticia pondrá una demanda constante en el suministro y debe tener cuidado de no sobrecalentar nada. Una vez que haya decidido el valor de la carga ficticia, necesitará una resistencia de potencia o un globo terráqueo. Hay un problema importante con un globo. Requiere aproximadamente 6 veces la corriente normal para que comience a brillar. Esto se debe a que el filamento está frío y su resistencia es solo un sexto de la resistencia operativa. Muchas fuentes de alimentación no podrán suministrar esta corriente y un globo no se iluminará. Puede pensar que la fuente de alimentación está defectuosa, así que no elija un globo.

A riesgo de ser pedante, si "debería" manejar 70A @ 14V, entonces necesita llegar a 70A @ 14V, no solo lo que es conveniente a 12V ... Probablemente más de 70A a 14V, en mi libro. Pero los problemas generales son: ¿qué pruebas establecerán que el diseño es exitoso / funciona / pasa? - ¿Cuál es el menor número de puntos de prueba reales necesarios? - ¿Cuál es la estrategia óptima para trabajar desde la continuidad de la señal pequeña hasta la carga completa?

Entonces, para empezar, ¿cuántos PCB compró? ¿Alguna falla anticipada destruirá el PCB? ¿Necesita la PCB para probar los componentes? ¿Cuál es el rango de frecuencia de la potencia que pasa? ¿Cuáles son las distorsiones aceptables en la salida? ¿Cuál es el rango de frecuencia del control que se aplica? ¿Cuál es la relación prevista entre entrada y salida? ¿Cuál es el rango de carga (0 a 100%? 10% a 100%?)? ¿Cuál es el rango de capacitancia paralela para la carga? ¿Cuál es la inductancia en serie para la carga? ¿Hay conectores especiales? ¿Detección remota de voltaje controlado, corriente, ambos, en la carga?

Caso simple, la entrada es DC, el control está un bit en un registro en la placa o un umbral de voltaje en una entrada a la placa, sin inductancia en serie específica o capacitancia paralela. El 'objeto' es un interruptor que se enciende y apaga. La carga prevista es una resistencia de potencia conectada con una ruta corta y de baja resistencia.

Caso complejo? Si está destinado a ser un controlador de motor, entonces deberá controlar un motor. Es posible que desee más de un tamaño (<35A /> 35A parece un gran paso) y varias cargas en el motor.

Definiría el peor caso real que debe demostrarse físicamente, que es probable que sea algo superior a 70 A a 14 V, y definiría los pequeños pasos que conducen a él. 14V no es un gran problema, 70A es seguramente un gran problema, así que imagino que alcanzar el voltaje de funcionamiento completo (e incluso un poco más) será bastante fácil. Pero llegar a la corriente de funcionamiento completa (e incluso un poco más) requerirá cierta iteración.

Querrá que la unidad bajo prueba esté firmemente unida, sobre algo incombustible. Querrá un fusible (¿escoge, bloqueo lento? ¿Golpe rápido?) En serie con el suministro, al menos a su módulo. Querrá una forma rápida de desconectar la alimentación de su módulo, un apagado de un interruptor en la alimentación de la red eléctrica a los proveedores que controlan su unidad, una desconexión de un interruptor del suministro a su unidad sería aún mejor.

Para mi caso agresivamente simplista, 5V con corriente trivial, 5V con 1A, 14V a corriente trivial, 14V a 1A, un sobrevoltaje inspirador de confianza (14.5V?) A 1A, luego duplique la corriente 2,4,8,16 , 32,64A y 70A. Y la sobrecorriente inspiradora de confianza (72A?) En la sobretensión. Probablemente quiera dejar que se 'empape' en cada uno de los puntos de prueba actuales, ciertamente en los más grandes.

Me inclinaría a tener algunos VOM colgando para mostrar la caída de voltaje en su módulo, la caída de voltaje en la carga, una AmpClamp para corriente a la carga, al menos un termómetro en su interruptor, y probablemente quiera "volar" una sonda de termómetro para verificar cada transistor de salida, cada resistencia de salida y también colocar un osciloscopio en la salida. Vuele una sonda de alcance a la entrada, el suministro y la tierra del módulo, cada conexión a la carga. Puntos seleccionados en su ciclo de retroalimentación, si los hay, o punto (s) de control que van desde la entrada de señal pequeña hasta la salida del monstruo.

Será mejor si hace un formulario de recopilación de datos y lo completa en algunos puntos antes de la escala completa y el sobrevalor total. Hacía copias en papel, rellenadas previamente para los puntos de prueba que elegiste para ellas, pero también mantengo algunos espacios en blanco. ¿Quieres ir sin papel? Abra un editor con autoguardado, o mejor, una hoja de cálculo con autoguardado, y tenga filas o columnas para cada elemento de datos. Más de una pantalla llena es demasiado.

Ese es un buen comienzo. No sea demasiado elaborado en la construcción, pero no cambie más de una condición a la vez. He enumerado 13 puntos de prueba más arriba, muchos dirían que es más que suficiente para 'mencionar' pero apenas lo suficiente como para demostrar que funciona. Tiene que explicar qué significa 'demostrar que funciona', pero encender y apagar a 60Hz durante un fin de semana no es un mal comienzo ... O disminuya la velocidad para alcanzar el equilibrio térmico completo en cada encendido / apagado, o haga una mezcla ... puedes resolverlo. La confiabilidad del mundo real tiene condiciones de operación completas durante años ...

¡Por favor, informa tus éxitos!

En mi experiencia, las pruebas de aceptación se completan cuando los resultados pueden predecirse con precisión y verificarse en detalle en cualquier punto seleccionado. Entonces puedes dejar de hacer pequeñas caminatas y cosas por el estilo. Y cambiar a ensayos más complejos.