bin neu hier und möchte mich mit einem Problem an euch wenden, bei dem ich nicht weiterkomme.
Ich habe hier eine Platine, die u.a. einen 24V DC Stellmotor (Bosch VMC 0132801141) versorgt; Nennstrom 0,1 A
Was ich mutmaßlich schon herausgefunden habe: Die Ansteuerung und Drehrichtungsumkehr dieses Motors erfolgt über eine Art H-Brücke mit zwei Paar MOSFETs.
Den entsprechenden Teil der Schaltung habe ich versucht, von der Platine abzulesen und ihn händisch skizziert (siehe Foto anbei). Bitte seid gnädig, ich bin nicht so geübt im Zeichnen von Schaltplänen.
Den Fehler, den ich in der Schaltung finden konnte, war, dass einer der beiden N-Kanal-MOSFET definitiv defekt (dauerhaft 28 Ohm zwischen Drain und Source) war.
Das Problem ist nun, dass ich anhand des SMD-Codes 249VI (N-Kanal) und 418Y1 (P-Kanal) auf den MOSFETs leider nicht herausfinde, welche Spezifikationen diese haben. Baugröße ist wohl SOT23.
Ich habe die intakten N- und P-Kanal MOSFETs mit einem Komponenten-Tester durchgemessen; Messergebnisse siehe Fotos.
Als Reparaturversuch habe ich zunächst zwei MOSFETs vom Typ AO3400A als Ersatz für die beiden N-Kanal-Typen eingelötet. Damit hat die Platine etwa eine Woche einwandfrei funktioniert, ist dann aber mit demselben Defekt wieder ausgestiegen.
Dann dachte ich, dass ich evtl. auch die P-Kanal MOSFETs passend zu dem neuen N-Kanal-Typen ersetzen muss und habe hierfür AO3401A besorgt und dazu dann nochmal zwei neue AO3400A. Damit hat die reparierte Platine dann etwa eine halbe Stunde funktioniert und ist erneut mit dem Fehler ausgestiegen, dass einer der N-Kanal-FETs dauerhaft leitend geworden ist.
Ich vermute nun, dass die Spezifikationen der von mir ausgewählten Ersatz MOSFETs nicht passen (eventuell Vds zu klein?) oder ich irgendetwas anderes übersehen habe.
Angesteuert werden die FETs übrigens von einem ATMEGA32A U-TH mit ca. 5V.
Die Spannungen passen aus meiner Sicht ansonsten auch, oder? An den FETs liegen in der Schaltung ca. 23V an.
Kennt irgendwer die Spezifikationen der beiden MOSFETs mit den SMD-Markierungen "249VI" und "418Y1" oder kann mir irgendeinen Tipp geben, was ich übersehe?
Niemand weiß, ob im Programm irgendwann etwas klemmt, so daß die FETs
alleine aufgrund der Ansteruung überlastet werden können.
Das würde ich ausschließen, da die Anlage bereits seit mehr als fünf Jahren problemlos lief. Die Programmierung wurde auch nie verändert, aber ich kenne das Programm tatsächlich nicht.
Die Schaltung geht kaputt, wenn die Drehrichtung zu schnell umgesteuert
wird.
Es braucht eine Pause und es dürfen nie Vor und Rück gleichzeitig aktiv
sein.
Ist das nicht schon durch das obige Schaltungsdesign bzw. der Ansteuerung der P-Kanal-FETs ausgeschlossen? Die Ansteuerung der Drehrichtung scheint ja aus dem µC lediglich über die Gates der N-Kanal-FETs zu erfolgen. Falls hier beide N-Kanal gleichzeitig angesteuert werden sollten, werden doch sowohl die beiden Motorpole und die Gates der P-Kanal-FETs auf Masse gezogen und sperren somit.
Ist das nicht schon durch das obige Schaltungsdesign bzw. der
Ansteuerung der P-Kanal-FETs ausgeschlossen? Die Ansteuerung der
Drehrichtung scheint ja aus dem µC lediglich über die Gates der
N-Kanal-FETs zu erfolgen. Falls hier beide N-Kanal gleichzeitig
angesteuert werden sollten, werden doch sowohl die beiden Motorpole und
die Gates der P-Kanal-FETs auf Masse gezogen und sperren somit.
Eine größere Vds ist im Allgemeinen nicht von Vorteil.
Deine Aussage ist ungünstig formuliert. Größere VDS ist immer von Vorteil, solange andere benötigte Parameter nicht schlechter werden. Alle Parameter sind gegenseitig voneinander abhängig.
@ TO:
Kannst du nicht besser eine fertige H-Brücke verwenden?
Zum leichteren Verständnis des Schaltplans, könntest du ihn umzeichnen, so H-Brücken typisch eben. Mosfets in 4 Quadranten und in die Mitte der Motor.
Ist das nicht schon durch das obige Schaltungsdesign bzw. der
Ansteuerung der P-Kanal-FETs ausgeschlossen? Die Ansteuerung der
Drehrichtung scheint ja aus dem µC lediglich über die Gates der
N-Kanal-FETs zu erfolgen. Falls hier beide N-Kanal gleichzeitig
angesteuert werden sollten, werden doch sowohl die beiden Motorpole und
die Gates der P-Kanal-FETs auf Masse gezogen und sperren somit.
Statisch ja, dynamisch nein.
Ich nehms zurück!
Natürlich knallts da bei gleichzeitiger Ansteuerung beider Kanäle. Es wären dann ja alle vier MOSFETs leitend.
@ TO:
Kannst du nicht besser eine fertige H-Brücke verwenden?
Zum leichteren Verständnis des Schaltplans, könntest du ihn umzeichnen,
so H-Brücken typisch eben. Mosfets in 4 Quadranten und in die Mitte der
Motor.
Es handelt sich um eine fertige Platine aus einem Lüftungsgerät, da hilft mir das weniger. Wenn nicht noch etwas anderes in der Schaltung defekt ist, bräuchte ich ja „nur“ passenden Ersatz für die defekten FETs.
Den Schaltplan habe ich von dem Platinenlayout abgeguckt. Dass es eine H-Brücke ist, habe ich ja auch erst dadurch erkannt.
Dann schlage ich mal SQ2361ES oder Si2319DS für die p-MOS vor.
Für die n-MOS gibts mehr Auswahl, einfach auf 40-60V Vds achten, und Gatedrive mit 4,5V, besser nicht weniger. Wenigstens 1A sollte er auch noch vertragen, besser 2A.
Dann schlage ich mal SQ2361ES oder Si2319DS für die p-MOS vor.
Für die n-MOS gibts mehr Auswahl, einfach auf 40-60V Vds achten, und
Gatedrive mit 4,5V, besser nicht weniger. Wenigstens 1A sollte er auch
noch vertragen, besser 2A.
Zunächst mal vielen Dank für deinen Vorschlag.
Was meinst du mit "Gatedrive mit 4,5V, besser nicht weniger"? Ist Gatedrive mit Gate Threshold Voltage VGS(TH) gleichzusetzen?
Ich hatte für meine bisherigen Recherche, aufgrund der Ansteuerung mit einem ATMEGA, angenommen, dass ich besser Logic-Level-MOSFETs, also mit einer möglichst niedrigen Gate Threshold Voltage, nehmen müsste. Ist das dann gar nicht so?
Der SQ2361ES ist ein obsoleter Typ und dessen Nachfolger SQ2361CES, aber auch der Si2319DS sind schwer bzw. nur mit horrenden Versandkosten in kleiner Stückzahl zu bekommen.
Als Alternative für den P-Kanal habe ich jetzt den TSM2309CX gefunden, als N-Kanal den TSM850N06CX.
Ich hatte für meine bisherigen Recherche, aufgrund der Ansteuerung mit
einem ATMEGA, angenommen, dass ich besser Logic-Level-MOSFETs, also mit
einer möglichst niedrigen Gate Threshold Voltage, nehmen müsste. Ist das
dann gar nicht so?
Niedrig, aber besser nicht zu niedrig. Das Abschalten würde sonst unnötig verzögert werden. Und man muss auch auf die maximal erlaubte Gatespannung achten, hier insbesondere beim p-MOS.
Als Alternative für den P-Kanal habe ich jetzt den TSM2309CX gefunden,
als N-Kanal den TSM850N06CX.
Wie angekündigt wollte ich hier Rückmeldung zum Ergebnis der Reparatur geben:
Anscheinend war die Reparatur erfolgreich! Die Anlage läuft nun seit etwas mehr als einen Monat einwandfrei.
Herzlichen Dank für eure Hilfe, insbesondere an H.H.! Dank deiner Tipps konnte ich es schließlich lösen.
Noch zum Hintergrund, falls später jemand auf diesen Beitrag stößt und dasselbe Problem hat: Es handelt sich bei der Lüftungsanlage um eine Zehnder bzw. Paul Novus 300. Der angezeigte Fehler lautet „Bypass blockiert“. Es gibt eine Service-Anleitung von Zehnder, wie man prüfen kann, ob der Antrieb oder die Ansteuerung defekt ist. Den Antrieb kann man einfach mit einer 9V-Blockbatterie oder einem Netzteil verfahren und prüfen; so ließ sich der Antrieb bei mir noch ansteuern. Ein Klemmenplan ist im Gerät aufgedruckt. Darauf ist zu erkennen, wo die Spannung anzulegen ist.
Die Ansteuerung des Bypasses erfolgt über die sogenannte Slave-Platine. Auf dieser Platine lag bei mir der Defekt. Es sind drei N-Kanal und zwei P-Kanal MOSFETs, die ich zur Reparatur getauscht habe. Als Ersatztyp für die N-Kanal-FETs habe ich den TSM850N06CX und für die P-Kanal TSM2309CX verwendet, da diese einfach zu bekommen waren.
Workaround, falls die Lüftungsanlage weiter betrieben werden muss und die Reparatur noch nicht erfolgen kann, weil man beispielsweise auf die Teile wartet: Im Setup der Lüftungsanlage einstellen, dass kein Bypass vorhanden ist, den Bypass-Motor von der Slave-Platine abklemmen und den Bypass mit der oben genannten Methode auf die gewünschte Position bringen.
Danke für den vorbildlichen Bericht. Wo hast du die TSMs gekauft?
Platinenaufschrift: SWZ.0016.R.2.4X KD-Elektroniksysteme GmbH
Nachbarplatine: ST00064R23X
Ich bin ja fast der Ansicht, dass noch etwas "faul ist". Die Transistoren werden ja nicht einfach so kaputt gegangen sein. Elkos im Netzteil auf ESR geprüft?
Den Aufdruck auf der Platine habe ich auch gesehen und versucht, vom Hersteller Infos zu den verbauten MOSFET zu erhalten. Leider wird man dort komplett ignoriert und Zehnder hat keine spezifischen Infos zu den Platinen oder rückt auch nicht mit Infos dazu raus.
Das Netzteil habe ich nicht weiter untersucht, da für mich die Spannungen (mit dem Multimeter) sauber aussahen. Ich konnte ehrlicherweise aber auch nicht klar erkennen, woher die verschiedenen Versorgungsspannungen kommen, da es mindestens drei Platinen in der Anlage gibt und es so aussieht, dass auf jeder Platine nochmals eine Spannungsregelung erfolgt.
Ich habe mir den Defekt am Ende damit erklärt, dass die vom Hersteller eingesetzten MOSFETs hinsichtlich der Spannungsfestigkeit etwas „knapp“ bemessen sind und sie daher mit der Zeit sterben.
Aber wir können das hier gerne auch noch untersuchen. Wie würdest du vorgehen? Ich kann gerne noch Fotos der übrigen Platinen teilen.
Ich würde mir eher mal mit dem Oszi angucken, was am Gate passiert. Nicht das die gemächlich öffnen und schließen und zeitweise beide Zweige noch ein bisschen leiten. Ein Software Bug den µC liegt ebenfalls im bereich des Möglichen, in dessen Ergebnis beide Ausgänge angesteuert werden.
Ich würde mir eher mal mit dem Oszi angucken, was am Gate
passiert. Nicht das die gemächlich öffnen und schließen und zeitweise
beide Zweige noch ein bisschen leiten…
Leider habe ich kein Oszi und gegen deine These sprechen aus meiner Sicht auch verschiedene Aspekte:
1.Die von den Lufttemperaturen abhängige Ansteuerungs-Logik der Bypass-Klappe sieht es nicht vor, dass direkt zwischen „Auf“ und „Zu“ umgeschaltet wird.
2.Die Ansteuerung erfolgt im Zeitbereich eines Multimeters nicht gemächlich, sondern direkt „schaltend“.
3.Die Versorgungsspannung wird zudem nach dem Erreichen einer Endlage abgeschaltet.
4.Es werden immer nur die Endlagen angefahren.
5.Die Anlage lief bereits mehrere Jahre ohne Probleme.
Unabhängig davon könnte ich an einem Software Bug im µC ohnehin nichts ändern.
N-Kanal_MOSFET_249VI.jpeg
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Handskizze_H-Bruecke.jpeg
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Messung_P-Kanal_MOSFET.jpeg
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P-Kanal_MOSFET_418Y1.jpeg
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Messung_N-Kanal_MOSFET.jpeg
(240 KB)
Messung_N-Kanal_MOSFET.jpeg
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