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Forum: Fahrzeugelektronik Festspannungsregler trotz TVS Diode defekt?


Autor: R. H. (snapper)
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Hallo
Folgendes Problem: Bei einem Motor-Steuergerät für eine Einspritzanlage 
kommt es immer wieder vor das ein Festspannungsregler Typ TLE4274 5V 
defekt ist obwohl Bordspannungsseitig eine TVS Diode 26V (Breakdown 
Voltage 28,9-31,9V) eingesetzt ist.
Der TLE soll doch angeblich eine Eingangsspannung von max. 40V abkönnen 
!?
Jemand eine Idee dazu ?

Gruß und schönes WE

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Autor: Michael B. (laberkopp)
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Zeichne doch mal die Stromversorgungssschaltung und zeige ein Bild vom 
Aufbau, vielleicht fängt der Aufbau der Schaltung keine schnellen 
Transienten ab.

Eine SMAJ26AHR3 limitiert erst bei 42.1V bei 9.5A, das sollte der TLE 
aber aushalten, bis 45V geht der. Deine 28.9V ist die Spannung unter der 
sie garantiert nich nicht leitet (weniger als 1mA).

: Bearbeitet durch User
Autor: R. H. (snapper)
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Bild vom Aufbau, PJ60 BFE ist die 26V TVS, ein Schaltplan existiert 
leider nicht. Auf der anderen Seite des PCB sitzen genau an der Stelle 
noch 3 Elkos 220uF 35V !

: Bearbeitet durch User
Autor: Michael B. (laberkopp)
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R. H. schrieb:
> ein Schaltplan existiert
> leider nicht.

Und woher weisst du, daß der Input des TLE4274 dann mit der TVS 
verbunden ist und beide an der Massefläche hängen ?

Die TVS liegt scheinbar nahe am Eingang, wenn denn der zweite Anschluss 
für Masse ist. So weit, so gut, die Induktivität zum TLE muss dann 
grösser sein.

Es sind noch 2 schwarze Teile da. Dioden, Ferrite oder Tantals ?

Wenn kein Tantal frage ich mich, wo der Kondensator ist der den TLE 
Eingang abblockt.

Wenn es gar Diode, Spule und Kondensator sind, wäre die Eingangsdämpfung 
vorbildlich, nur das routing etwas unklar.

Autor: R. H. (snapper)
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sind 2 Dioden, auf der anderen Seite sitzt neben den Elkos auch noch ein 
Ferritblock mit 3 Windungen (unten links) und ein Tantal.
PCB ist ein Multilayer!

: Bearbeitet durch User
Autor: MiWi (Gast)
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R. H. schrieb:
> Hallo
> Folgendes Problem: Bei einem Motor-Steuergerät für eine Einspritzanlage
> kommt es immer wieder vor das ein Festspannungsregler Typ TLE4274 5V
> defekt ist obwohl Bordspannungsseitig eine TVS Diode 26V (Breakdown
> Voltage 28,9-31,9V) eingesetzt ist.
> Der TLE soll doch angeblich eine Eingangsspannung von max. 40V abkönnen
> !?
> Jemand eine Idee dazu ?
>
> Gruß und schönes WE

Und - kann er auch negative Spannungen?

Schau Dir die Testpulse an mit denen Fahrzeugelektronik traktiert wird - 
und die sie überleben muß. Wenn Du keinen Zugriff auf die Normen hast - 
TI hat ein paar recht brauchbare Paper dazu - und es gibt für LTspice 
ein paar Generatormodelle, die diese Pulse als Simulationsquelle recht 
brauchbar zur Verfügung stellen.

Da sind auch ganz böse Unterspannungen dabei.

Vom Loaddump rede ich gar nicht, den packt dieses Zwuschkerl von TVS 
nicht einmal ansatzweise - und der kann bei einem Wackelkontakt an der 
Batterie sehr schnell vorhanden sein.

MiWi

Autor: R. H. (snapper)
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Aha, wieder was dazugelernt https://de.wikipedia.org/wiki/Load_Dump !

und was wäre zu empfehlen um dem vorzubeugen, irgend welche weiteren 
Filter in der Versorgungseinspeisung ? Das Steuergerät ist nämlich 
normalerweise kpl. vergossen :-(

Autor: soul e. (souleye)
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R. H. schrieb:

> und was wäre zu empfehlen um dem vorzubeugen, irgend welche weiteren
> Filter in der Versorgungseinspeisung ? Das Steuergerät ist nämlich
> normalerweise kpl. vergossen :-(

Eine Verpolschutzdiode. Die verhindert auch Rückstrom, so dass Dir das 
Bordnetz nicht den Elko leersaugt.

Mit Verpolschutz und >47 µF bist Du die ganzen ISO-Pulse und alle 
negativen Spannungen los. Gegen Jumpstart (27 V / 60 min) und Loaddump 
(32 V / 300 ms) hilft nur anständige Halbleiter verwenden. Ein 40 V-LDO 
von Infineon ist da aber eine gute Wahl.


Schau Dir auch den Ausgang des LDOs an. Ist da der richtige Kondensator 
mit der richtigen Leiterbahn-Länge dran (Ri bzw ESR Anforderung steht im 
Datenblatt) und bist Du sicher dass keine anderen Schaltungsteile 
Überspannung auf der VDD abladen (Relais, Elektromagnete, ...)?

Autor: oszi40 (Gast)
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Wenn ich das so lese, denke ich immer an böse induktive 
Abschaltspannungen, die von jeder Spule stammen könnten. Diese könnten 
auch NEGATIV sein!

Autor: MiWi (Gast)
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soul e. schrieb:
> R. H. schrieb:
>
>> und was wäre zu empfehlen um dem vorzubeugen, irgend welche weiteren
>> Filter in der Versorgungseinspeisung ? Das Steuergerät ist nämlich
>> normalerweise kpl. vergossen :-(
>
> Eine Verpolschutzdiode. Die verhindert auch Rückstrom, so dass Dir das
> Bordnetz nicht den Elko leersaugt.

ja. Auf eine Sperrspannung von mindestens 200V, besser 300V achten!

>
> Mit Verpolschutz und >47 µF bist Du die ganzen ISO-Pulse und alle
> negativen Spannungen los. Gegen Jumpstart (27 V / 60 min) und Loaddump
> (32 V / 300 ms) hilft nur anständige Halbleiter verwenden.

Loaddump bei 12V Systemen ohne Überspannungsschutz im Generator geht auf 
bis zu 150V hinauf... und das bei einem anzunehmenden 
Generatorinnenwiderstand von 2 Ohm (IIRC). Da sind TVS generell 
überfordert....

> Ein 40 V-LDO von Infineon ist da aber eine gute Wahl.

Offensichtlich nicht gut genug.

Doch die Frage ist - warum stirbt nur der und nicht auch die anderen 
Systeme am Bordnetz.

Ich würd also versuchen mit Oszi und einem Differenztastkopf die 
Versorgung anzuschauen, damit sichtbar wird was da los ist.

MiWi

Autor: Rest (Gast)
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R. H. schrieb:
> obwohl Bordspannungsseitig eine TVS Diode 26V (Breakdown
> Voltage 28,9-31,9V) eingesetzt ist.
> Der TLE soll doch angeblich eine Eingangsspannung von max. 40V abkönnen
> !?

Die Clamping Voltage (Klemmspannung) der TVS liegt doch schon über 40V 
drüber.

Ist die Diode schnell genug? Solche Bomber-Riesen-TVS haben irre 
Kapazitäten und sind daher auch schön langsam ehe sie ansprechen. Wäre 
evtl. Surge-Test auch nicht schlecht. Zumindest mal mit dem Oszi 
mitschauen was du so siehst. Schneller könntest du mit einem Varistor 
werden aber die haben halt wieder nur begrenzt Zyklen ehe sie kaputt 
sind. Sonst Eingang mit impulsfesten Elkos zuballern und für schnelle 
Spannungsanstiege einen kleinen Kondensator (10...100pF) parallel dazu. 
Wenn es die Stromsituation zulässt 1 Ohm in die + Zuleitung rein vor 
alle Filter.

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