P-MOSFET Dropper-Schalter - Linearer Bereich

Ich repariere eine ECU-Platine von einem SCANIA-Generator.

Es funktioniert mit 24 VDC, und bei der letzten Wartung hat der Techniker es mit 220 VAC betrieben, sodass einige Komponenten in die Luft gesprengt wurden.

Ich habe es geschafft, die verbrannten Komponenten zu ersetzen, und das Board kommuniziert mit dem Controller und dem PC, alles sieht gut aus, bis auf ein "kleines" Problem.

Am Eingang ist ein P-Mosfet-Schaltkreis explodiert, der sich bei normalem Gebrauch stark erhitzt (er erreicht mindestens 80 ° C, kann ich nicht sicher sagen, ich habe keinen guten Temperatursensor).

Es ist wirklich schwierig, ein Reverse Engineering durchzuführen, da ich nur eine Seite der Platine sehe und sie sehr dicht ist (zu viele Komponenten). Hier ist, was ich folgen könnte:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Einige Komponenten, die betroffen waren: Q1 kurzgeschlossen, M1 kurzgeschlossen, C3 und C2 (Tantal mit 20 VDC) kurzgeschlossen und R2 offen.

Ich habe alle diese Komponenten ersetzt und das Board "funktioniert" jetzt. Die von mir verwendeten Ersatzteile sind die gleichen Komponenten, kein ungefähres Äquivalent.

Punkt A ist dort, wo die meisten Lasten angeschlossen sind, und wird von einem Eingangspin gesteuert, wobei 24 V an Pin = EIN, 0 V an Pin = AUS sind.

Das Merkwürdige an der Schaltung, die ich nicht herausfinden kann:

Wenn EIN: Punkt A misst 7 VDC! Der Mosfet lässt also 17 V fallen, daher macht die Tatsache, dass er sich stark aufheizt, für mich Sinn. (macht auch Sinn, dass die Tantalkondensatoren am Ausgang C2 und C3 auf 20Vdc ausgelegt sind)

Obwohl alles funktioniert, macht es mir Sorgen, dass dieser Mosfet nicht mit normalen Spezifikationen zu funktionieren scheint.

Dies lässt mich denken, dass es eine geschlossene Schleife zwischen "unbekanntem Stromkreis" in Punkt A und "unbekanntem Stromkreis" in Q1-Basis geben muss, und irgendwie den Mosfet in seinem linearen Bereich verwenden muss, um die Spannung als Funktion der Last zu senken ( Vielleicht?). Vielleicht wurde ein anderes Teil zerstört, das ich nicht finden kann, und es treibt den Mosfet auf eine sehr hohe Spannung von 17 V Abfall anstelle von vielleicht 10 V oder weniger

Wenn der Mosfet als einfacher Schalter verwendet würde, würde die Spannung über Draing-Source niemals 17 V betragen, unabhängig von der Last.

Wie auch immer, meine Frage hier: Gibt es eine "typische" Schaltung, die einen solchen Mosfet verwendet, um die Spannung abzusenken UND ein- / auszuschalten? Vielleicht so etwas wie ein "Spannungsabfall". Wenn ja, können Sie mir Beispielschaltkreise geben, damit ich weiter in der Platine suchen kann, um das Problem zu finden (oder ob es überhaupt ein Problem ist).

Denken Sie daran, dass dieses Gerät auf meiner Bank gut funktioniert und eine angenehme Temperatur hat. Die ECU wird neben einem Generator montiert, wo die Temperatur mindestens 50-60 ° C beträgt. Selbst wenn dies hier so schlecht aufheizt, glaube ich nicht, dass es unter seinen Arbeitsbedingungen viel überleben wird. Irgendwelche Ideen würden hier helfen.

Es muss etwas anderes an das Gate des MOSFET angeschlossen sein, um es herunterzuziehen, oder es wird sich nie einschalten ...
Der Mosfet fällt nicht unbedingt 17V ab, um 7V bei A zu messen. Vielleicht funktioniert er im Schaltmodus als bcuk-Regler ...

Antworten (2)

  • Die gemessenen 7 V sind nicht inkompatibel mit den beobachteten 5- und 3,3-V-Ausgängen in Ihrem Schema (siehe letzter Punkt); Es funktioniert immer noch, aber sehr ineffizient.
  • Der MOS scheint als in Reihe geschalteter Linearregler zu wirken. Vielleicht soll es schützen / regulieren, wenn die Spannung während des Ladevorgangs auf 24 V ansteigt.
  • Der Transistor Q1 kann nur zum Ein- und Ausschalten da sein, aber ich glaube, er ist Teil einer Schaltung, die Überstrom regelt und vor Überstrom schützt (siehe Abbildung von hier ) .
  • R2 ist offensichtlich ein Shunt: Es ist 0,4 Ohm, das würde eine Spannung um VBE-Werte (dh 0,5-0,6 V) für etwa 1,4-1,5 A abfallen lassen; es stimmt damit überein, dass sich der MOS stark aufheizt. R2 scheint jedoch auf der "falschen" Seite zu sein, dh stromaufwärts; aber auch der MOS hat eine P-Polarität (statt N) ...
  • 17 V über dem MOS sind viel; wahrscheinlich ist es für minimale VDS ausgelegt. Daraus ergibt sich der Grund für einen PMOS; mit negativem VGS, Volt nicht von VA subtrahieren (oder zumindest denke ich, dass dies im Kopf des Designers war). Vielleicht ist ein Referenz-Zener, den Sie nicht sehen, weg, und der MOS nimmt die gesamte verfügbare Spannung und geht auf die minimale VA = 7 V, die zulässig ist, damit der Buck-Reg funktioniert.

Tut mir leid, keine andere Idee.

Der MOSFET könnte Teil einer Spannungsregelschaltung sein, aber der gezeigte Teil des Schaltplans sieht aus wie ein Strombegrenzer: Wenn die Spannung an R2 hoch genug wird, um Q1 einzuschalten, reduziert er die Gate-Spannung genug, um den Strom durch den MOSFET zu begrenzen .

Die Erwärmung kann auf zu hohen Strom zurückzuführen sein. Überprüfen Sie die Spannung an R2. Wenn die R2-Spannung etwa 0,6 beträgt, hat sie wahrscheinlich die Stromgrenze erreicht. Wenn dies der Fall ist, haben Sie möglicherweise zusätzliche Schäden an Komponenten oder Schaltkreisen, die an „A“ angeschlossen sind, was eine zusätzliche Last verursacht. Die kurzgeschlossenen Tantals zeigen an, dass sie eine übermäßige Spannung gesehen haben, als der MOSFET bei angelegten 220 VAC ausfiel.

Schließlich besteht eine gute Konstruktionspraxis darin, die Tantalkondensatorspannungen auf 60% zu reduzieren, sodass die normale Betriebsspannung bei "A" wahrscheinlich nicht höher als 12 V sein sollte.

P-MOSFET Dropper-Schalter - Linearer Bereich
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