ich repariere aktuell einen Blitzgenerator FA-702B. Es handelt sich um den Blitzer unserer Freiwilligen Feuerwehr im Ort, daher würde ich das Gerät gerne wieder instand setzen.
Bei dem Gerät waren die Endstufen zur Erzeugung der Hochspannung bzw. der Startspannung defekt. Die Hochspannungserzeugung erfolgt über einen UC3843. Der UC3843 steuert zwei parallel geschaltete IRF540 an, die wiederum einen Trafo auf der Primärseite takten.
Das Problem:
Sobald ich 12 bzw. 13 V Versorgung anlege, werden die beiden IRF540 sehr schnell heiß und anschließend löst die interne 15-A-Sicherung aus.
Zum Testen betreibe ich die Schaltung zunächst mit einem Labornetzteil mit Strombegrenzung (0,5–1 A). Das Netzteil geht dabei praktisch sofort bzw. sehr schnell zwischen CC und CV hin und her.
Der UC3843 wurde bereits durch einen neuen ersetzt.
Folgende, auf den angehängten Bildern eingekreiste Bauteile habe ich ebenfalls bereits getauscht, da sie defekt waren:
UC3843
2 × IRF540
TIP32
78L08
BC817
10 µF / 35 V Tantal → gegen einen Elko ersetzt
Die beiden IRF540 werden parallel angesteuert. Vom OUT des UC3843 geht es jeweils über zwei 10-Ω-Widerstände in Reihe zu den Gates.
Ich habe die IRF540 zunächst ausgelötet und die Ansteuerung untersucht.
Messungen ohne MOSFETs:
VCC (Pin 12): 12,3 V DC
VREF (Pin 14): 5,028 V DC
RT/CT (Pin 7): sauberer Sägezahn, ca. 22,1 kHz
OUT (Pin 10): ca. 21,2–21,7 kHz, ca. 11,3 V HIGH
COMP (Pin 1): relativ hoher Pegel, regelmäßige Einbrüche synchron zur Schaltfrequenz
ISENSE (Pin 5): ohne MOSFETs praktisch kein Nutzsignal
Der OUT-Pegel sieht ohne MOSFETs nach einem sehr hohen Tastgrad aus, ungefähr 90–95 %. Das erscheint mir aufgrund des fehlenden Primärstroms zunächst plausibel.
Danach habe ich die beiden IRF540 wieder eingelötet und unter Strombegrenzung (0,5–1 A) betrieben.
Die Gate-Ansteuerung beider MOSFETs ist sauber und synchron. Beide Gates werden praktisch gleichzeitig angesteuert. Die Ansteuerung selbst scheint mir daher zunächst nicht das Problem zu sein.
Interessant ist dagegen ISENSE.
Bei einer Messung mit:
CH1 = ISENSE Pin 5 gegen GND
CH2 = Gate eines MOSFET gegen Bezugspotential
sehe ich während der Gate-Einschaltzeit keine deutliche, kontinuierlich ansteigende Strommessrampe. Stattdessen sehe ich hauptsächlich kurze Spikes, insbesondere an den Schaltflanken. (Bild davon im Anhang)
Das Gate bleibt dabei relativ lange HIGH.
Die Messung ist allerdings nicht optimal getriggert, weil die Versorgung aufgrund des hohen Stroms stark einbricht. Das Netzteil kommt dadurch teilweise gar nicht mehr auf die eingestellten 13 V.
Eine weitere Auffälligkeit:
Bei ausgeschalteter Platine messe ich zwischen
Pin 5 (ISENSE)
und
Pin 9 (GND)
nur etwa 8 Ohm.
Den Strommesspfad vom Shunt bis zum UC3843 habe ich inzwischen identifiziert. Die Platine ist zweilagig, aber sehr dicht aufgebaut, daher kann ich den kompletten Schaltplan leider nicht ohne weiteres nachvollziehen.
Die Strommessung erfolgt meiner bisherigen Einschätzung nach über den Messwandler TR1. Ich bin mir allerdings nicht sicher, ob der gemessene Widerstand von ca. 8 Ohm zwischen ISENSE und GND durch TR1 bzw. dessen Beschaltung verursacht wird oder ob hier möglicherweise ein Fehler vorliegt.
ISENSE zeigt bisher keine eindeutig erkennbare Stromrampe
ISENSE gegen GND hat im ausgeschalteten Zustand nur ca. 8 Ohm. Ich kann momentan nicht beurteilen, ob dieser Wert durch die Beschaltung des ISENSE-Eingangs bzw. den Messwandler TR1 normal ist oder auf einen Fehler hindeutet.
Meine Fragen:
Wo würdet ihr jetzt weitersuchen?
Insbesondere interessiert mich:
Ist ein Widerstand von ca. 8 Ohm zwischen ISENSE und GND beim UC3843 in dieser Beschaltung plausibel?
Wie sollte das ISENSE-Signal bei einem korrekt arbeitenden UC3843 und einem Flyback-/Trafo-Primärkreis konkret aussehen?
Könnte es sich bei den beobachteten ISENSE-Spikes lediglich um Schalttransienten handeln?
Welche Messung würdet ihr als nächstes durchführen, um zwischen einem Fehler der Strommessung und einem Fehler im Leistungsteil/Trafo zu unterscheiden?
Welche typischen Fehler im Umfeld des UC3843 führen dazu, dass der MOSFET trotz hohem Primärstrom mit sehr langem Duty Cycle angesteuert wird?
Ich kann mit einem 4-Kanal-Oszilloskop messen. Eine Differenzialsonde habe ich derzeit allerdings nicht.
Interessant ist dagegen ISENSE.
Bei einer Messung mit:
CH1 = ISENSE Pin 5 gegen GND
CH2 = Gate eines MOSFET gegen Bezugspotential
sehe ich während der Gate-Einschaltzeit keine deutliche, kontinuierlich
ansteigende Strommessrampe. Stattdessen sehe ich hauptsächlich kurze
Spikes, insbesondere an den Schaltflanken. (Bild davon im Anhang)
Das Gate bleibt dabei relativ lange HIGH.
Wie sieht denn in diesem Bereich der Schaltplan aus?
In Oszillogramm sieht man ja das der IRF540 gar nicht ausgeschaltet wird. Er muß ja heiß werden.
mfg Klaus
In Oszillogramm sieht man ja das der IRF540 gar nicht ausgeschaltet
wird. Er muß ja heiß werden.
mfg Klaus
ich sehe das der ausgeschaltet wird..
hat halt nen extremen Tastgrad.. für hohe Spannung, das ist für die Funktion soweit ok..
http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/aww_smps.html
da folgendes einklimpern ;
12 V ;
12 V ;
400 V ;
0.1 A (kein Komma) ;
22 kHz ;
"berechnen"
Der ISENSE darf auch keine Rampe zeigen, alles über 1V schaltet den 384x ab.
OUT schaltet dauerhaft, nur die Spikes am ISENSE setzen OUT zurück. Geregelt soll am COMP und VFB werden. Dir fehlen die passenden Rückmeldungen von der Sek-Seite und die Leistungskontrolle (Shunt) von der Pri-Seite.
Datenblatt:
fOSC Initial accuracy min 47 typical 52 max 57 kHz
Der 384x startet garnicht korrekt, bevor der OUT bei 22kHz schaltet wird
er durch SENSE größer 1V zurückgesetzt.
Du hast offensichtlich keine Ahnung von den UC384x.
der Trafo ist möglicherweise durchgeknallt, hat windungsschluss..
Den Trafo habe ich gerade ausgelötet und gemessen.
Primär 3 Wicklungen. 12,6µF, 12,7µH, 12,8µH (sind auf der Platine parallel geschaltet)
Sekundär 2 Wicklungen, 334µH, 338µH (in Reihe).
Um die Oszillatorfrequenz habe ich mich gerade gekümmert.
Wenn ich das Datenblatt richtig lese ist:
F_osc= 1,72/(R_t*C_T)
R_T sind 13,02k und 35,71k in Reihe = 48,73k. C_T= 4,70nF, Somit ergibt sich ~22,1kHz.
Ich bin aber auch eurer Meinung, dass dies unterhalb der Parameter des Datenblatts ist. Muss mal gucken ob nicht noch eine zweite dieser Generatoren im Einsatz ist, wo ich abgleichen kann, ob ich versehentlich ein falsches Bauteil verbaut habe.
1,302 ist der 11., 3,57 der 53. Wert der E96-Reihe, also 1%.
3,571 ist der 849. Wert der E1536-Reihe (3,570544), diese hätte 750ppm (0,0075%).
1536=2^9 * 3
Fosc=1,72/((13019+35710)*4,7e-9)=7510,0
Fosc=1,72/((13019+ 3565)*4,7e-9)=22066,9 ;-)
Sorry, vorhin vertippt. Natürlich 3,57k. Bekomme nun noch einen zweiten defekten Blitzergenerator, der noch in irgend einem Schrank liegt und hoffe, dass dort nicht soviel geknallt ist. Werde mich melden, sobald ich diesen habe.
Habe den zweiten Blitzer erhalten, der doch nicht defekt ist und konnte damit ruck zuck das Problem ermitteln.
Die 8 Ohm am Insense waren das Problem. Der UC hatte intern einen Kurzschluss, k.A. woher. Er war neu und von TME. Nochmal einen neuen UC rein, läuft. Danke für die Unterstützung!
Nun liegen hier zwei funktionierende Blitzer und die Feuerwehr freut sich!
Bauteil_Uebersicht.jpg
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Messwandler.jpeg
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Platine_gesamt.jpeg
(210 KB)
UCC.jpeg
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ISENSE_GATE_MIT_Mosfet.jpg
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