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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Welche Shottky Dioden als Ersatz für 1N4007 im Flipperautomaten?


Autor: Flippermann (Gast)
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Guten Tag Leute,

ich habe hier einen Solar-Ride System 1 Flipper von D. Gottlieb aus dem 
Jahre 1980 stehen und nun mit viel Arbeit und Fleiß den größten Teil der 
Elektronik des Flippers wieder in die Gänge gebracht.

(Das MCU-Board habe ich aus den USA sogar noch als Originalteil 
bekommen.)

Mein Problem ist nun, das ich zwar die ganzen Treiber für die Lämpchen 
und die Spulen sowie Floureszenzdisplay durch marktgängige Teile ersetzt 
habe, dabei aber völlig übersehen habe, das die Spulen doch ganz schöne 
Spitzen in die Versorgungsspannung hauen.

An allen Spulen sind direkt an den Anschlüssen jeweils eine 1N4007 bzw. 
ein vergleichbarer Typ angelötet. Die Teile lassen aber noch bis zu 90 
Volt im Peak zurücklaufen, bevor die wirksam werden.

Wie müsste ich die Shottky Diode auslegen, wenn die Spule mit 24 VDC 
bewegt wird und ohne die Sperrdiode beim Abschalten so knapp 200 Volt 
zurückschlägt ??

Helft mir da mal bitte, am besten mit Typ der Shottky, damit ich nicht 
in ein paar Tagen schon wieder zum Lötkolben greifen muß, um die 
beschädigten Treiber zu ersetzen.

Der Flippermann

Autor: Otto (Gast)
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Hast Du es schon mal mit Varistoren versucht ?

Otto

Autor: Bensch (Gast)
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Keine Schottky, BA159 sollte gehen.

Autor: Flippermann (Gast)
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In den Original Schaltbildern sind, je nach Land woher das Schaltbild 
kommt, 1N4004, 1N4007, 1N4001 und sogar 1N4148 als Freilaufdioden 
vorgesehen.

Mein Solar-Ride hat 1N4007 drin. Die könnte ich nun zwar drinlassen, 
weil ich für alle Spulen in dem Automaten IRF 1404 FET verwende, 
allerdings sind die anderen Komponenten immer noch alle mit ihrem 
Pluspol (geschaltet wird Masse) mit einem Bein der Spulen verbunden.

Varistoren sind definitiv zu langsam und Experimente will ich nicht 
machen, weil das MCU Board aus den USA mich inkl. Zoll und MwSt rund 175 
Euro gekostet hat.

Zur Not liegt hier noch ein PI-1 X4 von einem französischen Hersteller, 
das alle Boards in dem Automaten durch nur Eines ersetzt, aber das ist 
nicht dasselbe wie das Original. Auch wenn der Mann das so beschreibt.

Der Flippermann

Autor: Otto (Gast)
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> damit ich nicht in ein paar Tagen schon wieder zum
> Lötkolben greifen muß, um die beschädigten Treiber zu ersetzen.

> Varistoren sind definitiv zu langsam
> und Experimente will ich nicht machen

Du schreibst doch, dass die Treiber im jetzigen Zustand dauernd defekt 
sind.

In vielen professionellen Geräten werden Varistoren eingesetzt.....

Otto

Autor: Bensch (Gast)
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> Varistoren sind definitiv zu langsam...

Wer sagt das?

Die werden aber meist parallel zum Halbleiter geschaltet.

Autor: Otto (Gast)
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> Die werden aber meist parallel zum Halbleiter geschaltet

richtig

Otto

Autor: Flippermann (Gast)
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Jetzt im Moment läuft der Flipper ... Die Treiber halten auch, aber ich 
habe ja erst rund 4 Stunden gespielt.

In der Hauptsache gehen die 74xx und die CD 4xxx IC auf dem MCU kaputt. 
Davon habe ich nun schon eine ganze Menge wechseln müssen.

Die Treiben die FET und hängen mit einem Pin deshalb immer mit am 
Geschehen dran.

Auf dem Oszi sind das 90 Volt Impulse mit 0,3 ms Länge, wenn die Spule 
abschaltet.

Ein 24 Volt Varistor parallel zur Diode verbessert die Sache zwar ein 
wenig, aber die 90 - 24 Volt sind immer noch 0,2 ms da.

Der Flipper ist von 1980 und das MPU Board wurde 1985 durch eine neue 
Revision ersetzt. Das, was nun drin ist, ist von 1987 in Rev. C und ist 
genauso wenig gegen Peaks geschützt, wie die Rev. A2, die ich rausgeholt 
hatte.

Mein Solar-Ride ist aus den USA und wegen des Trafo mit 110 / 220 VAC 
liegen alle Sekundärspannungen nun (Nachdem wir hier in D nun 230 VAC 
haben) am oberen Grenzwert.

Ich brauche also immer noch eine Formel, eine Pi mal Daumen Richtlinie 
oder sonst einen verwertbaren Hinweis, wie man Shottky Dioden für große 
Spulen mit vielen Windungen auslegt.

Der Flippermann

Autor: crazy horse (Gast)
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Gibt sicher viele Varianten für eine Ersatzbestückung.
Die Diskussion, dass eine 4N400x zu langsam als Freilaufdiode ist, habe 
ich schon mehrfach und meist erfolglos geführt. Die haben da einfach 
nichts zu suchen....
Es geht jede schnelle Diode, die den Betriebsstrom auch als 
Durchlasstrom vertragen.
Also alle Schottky-Dioden, ansonsten fast recovery bzw. ultrafast 
recovery.
Habe auch schon Spielautomaten repariert, diesselben Probleme wie bei 
dir.
Ich habe die Dinger immer durch UF4007 ersetzt.

Autor: crazy horse (Gast)
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1N4937 habe ich auch noch viele da. Wenn du welche brauchst, sag 
Bescheid.

Autor: Bensch (Gast)
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> Die Diskussion, dass eine 4N400x zu langsam als Freilaufdiode ist, habe
ich schon mehrfach und meist erfolglos geführt. Die haben da einfach
nichts zu suchen....

Richtig, aber sie wird immer gern genommen.....
Leider setzen sich oft Schrottteile durch wie auch der 555.

Bei uns gibt es die Dinger nicht, nur BA158/159, kosten das gleiche und 
sind schneller.

Ich würde in diesem Fall eine BA159 nehmen und parallel zum FET einen 
Varistor 39V.

Autor: Otto (Gast)
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> Mein Solar-Ride ist aus den USA und wegen des Trafo mit
> 110 / 220 VAC > liegen alle Sekundärspannungen nun
> (Nachdem wir hier in D nun 230 VAC > haben) am oberen
> Grenzwert.

Evtl. ist ein geeigneter Vorschalttrafo 230V / 110V eine sinnvoller 
Ergänzung zu den o. g. Maßnahmen.

Wenn der Vorschalttrafo noch Anschlüsse (-10%) hätte, der eine weitere 
Absenkung der Spannung erlaubt, würdest Du wahrscheinlich keine Probleme 
mehr haben.

Gruss Otto

Autor: Peter Dannegger (peda)
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crazy horse wrote:
> Die Diskussion, dass eine 4N400x zu langsam als Freilaufdiode ist, habe
> ich schon mehrfach und meist erfolglos geführt.

Warscheinlich, weil Du nie es nie begründet hast (oder nicht kannst?).


> Es geht jede schnelle Diode, die den Betriebsstrom auch als
> Durchlasstrom vertragen.
> Also alle Schottky-Dioden, ansonsten fast recovery bzw. ultrafast
> recovery.

Dann verrate doch mal, was diese schnelle Sperrerholzeit (fast recovery) 
denn für nen Sinn haben sollte.
Sperren müssen die Dioden nur ganz langsam, wie sich eben das Magnetfeld 
abbaut (viele ms lang).

Ich kann jedenfalls nicht bestätigen, daß jemals eine 1N4007 in von mir 
entwickelten Geräten ihren Zweck nicht erfüllt hätte.


Peter

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Flippermann wrote:
> In der Hauptsache gehen die 74xx und die CD 4xxx IC auf dem MCU kaputt.
> Davon habe ich nun schon eine ganze Menge wechseln müssen.

Dann kanns aber nicht an den Spulen liegen oder hängen die Spulen direkt 
an den CMOS-ICs?

Da laufen warscheinlich Kabel für Eingänge und Ausgänge ungeschirmt 
dicht nebeneinander (kapazitives Übersprechen) und die Eingänge auf den 
Boards sind ungenügend geschützt.


> Auf dem Oszi sind das 90 Volt Impulse mit 0,3 ms Länge, wenn die Spule
> abschaltet.

Wenn über einer Diode in Durchlaßrichtung 90V für 0,3ms abfallen, dann 
ist sie ganz einfach kaputt.
Mehr als 2V Spitze dürfen es nicht sein.


Peter

Autor: Harald A. (embedded)
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Vielleicht ist das auch einfach nur eine Fehlmessung. Mit einem Oszi, wo 
die Masse mit Erde verbunden ist, kann man sich sehr schnell solche 
Fehlinterpreationen einhandeln.

Ich habe beruflich viel mit Ansteuerung von Ventilspulen zu tun. Bisher 
vertrat ich genau wie Peter die Auffassung, dass Fast- und 
UltraFast-Dioden keinen Vorzug im Einsatz als Freilaufdiode haben. Die 
Dioden unterscheiden sich in der Sperrzeit, in Durchlassrichtung gibt es 
keine signifikanten Unterschiede. Gerne höre ich mir jedoch Argumente 
an, die FÜR den Einsatz von (Ultra-)Fast-Dioden sprechen.

Autor: ulrich (Gast)
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Ich sehe das auch so, das schnell bezeiht sich bei den Dioden auf den 
Übergang Leitend nach sperrend. Die Zeit bis die Diode leitet ist im 
wesenlichen durch die Drahtlänge bestimmt. Problematisch ist eine 
langsame Freilaufdiode dann nur bei PWM Betreib oder wenn der FET 
schwingt. Ein Defekt der 1N4007 ist sehr unwarscheinlich, die haben als 
Ausfallart einen Kurzschluß vorgesehen, wenn man unter 10 A bleibt.

Eine andere Möglichkeit, um trotz Freifaufdiode noch solch einen Peak zu 
kriegen, sind zu lange Kabel oder eine fasch plazierte Entstördrossel. 
Im Zeifelsfall halt noch einen Varistor oder eine 2te Freilaufdiode (auf 
dem Boad) dazu.

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