Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Platine Reverse Engineering - was macht die Schaltung?


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Markus F. (markus_f151)



Lesenswert?

Hallo zusammen,

ich habe von einem Bild einer Platine einen Schaltplan gezeichnet. Bei 
einem Bauteil bin ich mir aber nicht sicher (AL W95 Aufdruck). Ist 
vielleicht ein P-Kanal MOSFET. Die Schaltung wird als Digital Output mit 
24V Betriebsspannung verwendet. Dürfte ein High Side Switch sein.

Hätte ein paar Fragen zur Schaltung:
1. was könnte das Bauteil mit dem Aufdruck AL W95 genau sein?
2. Der BC807 könnte als Strombegrenzung dienen oder?
3. Mit LTSpice simuliert ist die Vgs recht hoch (ein: 12V, aus: 24V). 
Das wird dem MOSFET wohl nicht schmecken oder?
4. Wenn das Bauteil AL W95 nicht zu finden sein wird, welchen Ersatztyp 
würdet ihr vorschlagen? Ich brauche ca. 100mA zum Schalten eines Relais.

Bei der LTSpice Schaltung habe ich R3 als Verbraucherersatz 
eingezeichnet. Die Spannungsquelle V2 ist der µC Ersatz.

Bitte um euren Input. Danke!

Gruß
Markus

: Verschoben durch Moderator
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Ein wenig verknotet gezeichnet. Der 4R7 sollte optisch von 24V zur 
Source des Mosfets, dann sieht man, dass bei etwa 150mA der Transistor 
zu leiten beginnt und die Ugs reduziert und dadurch den Strom durch den 
Mosfet "abregelt". Dass der dann schlimmstenfalls bis zu 3W verheizen 
muss, das hat der Schaltungsdesigner einfach mal hingenommen.

Markus F. schrieb:
> Mit LTSpice simuliert ist die Vgs recht hoch (ein: 12V, aus: 24V)
Bist du sicher, dass du da für die Ugs die Spannung zwischen G und S 
gemessen hast und nicht eher die Spannung zwischen G und GND?

Aus der Schaltung ergibt sich eine Ugs=0V wenn ausgeschaltet. Und eine 
Ugs=-12V (wegen Spannungsteiler R2 und R4) wenn eingeschaltet.
Soweit alles im grünen Bereich.

: Bearbeitet durch Moderator
von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Markus F. schrieb:
> 1. was könnte das Bauteil mit dem Aufdruck AL W95 genau sein?

BCX53-16

von Markus F. (markus_f151)


Lesenswert?

H. H. schrieb:
>> 1. was könnte das Bauteil mit dem Aufdruck AL W95 genau sein?
>
> BCX53-16

Danke, das hatte ich nicht rausgefunden. Ist also ein Transistor, kein 
FET.

Lothar M. schrieb:
> Ein wenig verknotet gezeichnet. Der 4R7 sollte optisch von 24V zur
> Source des Mosfets, dann sieht man, dass bei etwa 150mA der Transistor
> zu leiten beginnt und die Ugs reduziert und dadurch den Strom durch den
> Mosfet "abregelt". Dass der dann schlimmstenfalls bis zu 3W verheizen
> muss, das hat der Schaltungsdesigner einfach mal hingenommen.

Ja, gebe dir recht. Echt ungünstig gezeichnet.
Das 3W-Verbraten hat er wohl hingenommen, weil es im Normalbetrieb nicht 
vorkommen sollte. Wenn das wirklich 3W sein können, dann wird der BXC53 
mit seinen 2W Ptot nicht viel Freude haben.

Lothar M. schrieb:
>> Mit LTSpice simuliert ist die Vgs recht hoch (ein: 12V, aus: 24V)
> Bist du sicher, dass du da für die Ugs die Spannung zwischen G und S
> gemessen hast und nicht eher die Spannung zwischen G und GND?

Hast auch Recht. Kannte die Funktion, Spannung zwischen zwei Punkten zu 
messen, noch nicht. Getestet -> 0V vs. -12V korrekt.

Ich möchte bei meinem Projekt so eine Schaltung auch gerne verwenden. 
Würdet ihr das so übernehmen oder gibt es eine elegantere Lösung?

Vielen Dank schon mal für euren Input!

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Markus F. schrieb:
> Ist also ein Transistor, kein FET.

Feldeffekt*transistor* vs Bipolartransistor.

von 1234567890 (Gast)


Lesenswert?

Markus F. schrieb:
> Ich möchte bei meinem Projekt so eine Schaltung auch gerne verwenden.
> Würdet ihr das so übernehmen oder gibt es eine elegantere Lösung?

Entferne R6! Das sind zwar 1M, aber die Verbindung zu kappen ist 
sicherer. Außerdem vergrößert sich dann die Kriechstrecke, falls du 
keine extrem großen (SMD) Widerstände nutzt.

von 1234567890 (Gast)


Lesenswert?

-D1 antiparallel zu M1, für Kapazitätive Lasten.

-Gate Widerstand für M1

-Source von M1 über R1 an die Stromquelle anzuschließen macht mmn. 
keinen Sinn.

- mir kommen die Werte von R2+R4=20k  zu groß vor um die Spannung an der 
Basis von Q1 ausreichend zu verringern. Dort hängt immerhin ein Pull-up 
von 4k7

von Markus F. (markus_f151)



Lesenswert?

H. H. schrieb:
> Feldeffekt*transistor* vs Bipolartransistor.

Ja, stimmt. Ist glaub ich eine Unart den BJT als "nur" Transistor zu 
bezeichnen. Grad wenn man FET in den Mund nimmt ;)

1234567890 schrieb:
> Entferne R6! Das sind zwar 1M, aber die Verbindung zu kappen ist
> sicherer. Außerdem vergrößert sich dann die Kriechstrecke, falls du
> keine extrem großen (SMD) Widerstände nutzt.

R6 ist nur drin, damit die GNDs der beiden Spannungsquellen verbunden 
sind. LTSpice hat das mal benötigt. Habs aber grad getestet, ist nicht 
mehr so. In meiner Schaltung ist da ein 1nF 250V X1Y2 drin.

1234567890 schrieb:
> -D1 antiparallel zu M1, für Kapazitätive Lasten.
>
> -Gate Widerstand für M1
>
> -Source von M1 über R1 an die Stromquelle anzuschließen macht mmn.
> keinen Sinn.

Auf Grund dessen, dass es kein FET sondern ein BJT ist, muss man da 
nochmals neu analysieren denke ich.

Im Anhang ein aktualisierter Schaltplan mit Spice-Plot.
Für den BJT hab ich kein ready-to-use LTSpice BCX53-16 Model gefunden.

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Markus F. schrieb:
> Im Anhang ein aktualisierter Schaltplan mit Spice-Plot.

So sieht man auch gleich viel besser was die Schaltung so macht.


> Für den BJT hab ich kein ready-to-use LTSpice BCX53-16 Model gefunden.

.MODEL BCX5316 PNP IS=2E-13 NF=1 BF=300 IKF=0.8
+ VAF=44 ISE=1E-13 NE=1.4 RCO=4.5 GAMMA=5E-9
+ NR=1 BR=20 IKR=0.2 VAR=10 ISC=2e-13 NC=1.25
+ RB=0.15 RE=0.15 RC=0.2 QUASIMOD=1
+ CJC=36E-12 MJC=0.45 VJC=0.75 CJE=110E-12
+ TF=0.8E-9 TR=70e-9 XTB=1.4

von Markus F. (markus_f151)


Lesenswert?

H. H. schrieb:
> .MODEL BCX5316 PNP IS=2E-13 NF=1 BF=300 IKF=0.8
> + VAF=44 ISE=1E-13 NE=1.4 RCO=4.5 GAMMA=5E-9
> + NR=1 BR=20 IKR=0.2 VAR=10 ISC=2e-13 NC=1.25
> + RB=0.15 RE=0.15 RC=0.2 QUASIMOD=1
> + CJC=36E-12 MJC=0.45 VJC=0.75 CJE=110E-12
> + TF=0.8E-9 TR=70e-9 XTB=1.4

Danke, das hatte ich schon gefunden. Kämpfe noch mit der Einbindung ins 
LTSpice am Mac.

von H. H. (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Siehe Anhang.

von Held der Scheine (Gast)


Lesenswert?

1234567890 schrieb:
> Entferne R6! Das sind zwar 1M, aber die Verbindung zu kappen ist
> sicherer.

[ ] Du hast schon mal mit Spice gearbeitet.

von Helge (Gast)


Lesenswert?

Modell kannst einfach irgendwo in den Plan reinschreiben als Kommando.

von Markus F. (markus_f151)


Lesenswert?

H. H. schrieb:
> Siehe Anhang.

Danke, das wollte ich mit LTSpice am Mac machen.
Hab da eine Anleitung im Netz gefunden wo geschrieben steht, dass man 
ein pnp Element einfügen und den Namen auf das Model ändern soll.
Hab aber nicht gecheckt, dass der Rechtsklick auf den Namen gemacht 
werden soll. Hab immer auf das Symbol selbst geklickt (facepalm).

Helge schrieb:
> Modell kannst einfach irgendwo in den Plan reinschreiben als Kommando.

Danke, habe ich so gemacht.

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Markus F. schrieb:
> Hab aber nicht gecheckt, dass der Rechtsklick auf den Namen gemacht
> werden soll. Hab immer auf das Symbol selbst geklickt (facepalm).

Aufs Symbol geht auch, aber mit CNTL+Rechtsklick.

von spice (Gast)


Lesenswert?

Hallo Markus F. (markus_f151)
ich hab gerade die Screenshots von deinen Simulationen gesehen. Ist das 
LTspice? Darf ich fragen welche Version du hast, denn trotz aktueller 
Version schaut das bei mir aus wie 1991 :D

von Markus F. (markus_f151)


Lesenswert?

H. H. schrieb:
> Aufs Symbol geht auch, aber mit CNTL+Rechtsklick.

Ah, cool. Danke für den Tipp :)

spice schrieb:
> Ist das
> LTspice? Darf ich fragen welche Version du hast, denn trotz aktueller
> Version schaut das bei mir aus wie 1991 :D

Ja, ist LTSpice am Mac in der Version 17.0.42

von 1234567890 (Gast)


Lesenswert?

Held der Scheine schrieb:
> [ ] Du hast schon mal mit Spice gearbeitet.

[X] Du hast schon mal mit Spice gearbeitet.

Aber noch nie einen Optokoppler simuliert und nur LTSpice Versionen der 
Letzten 10 Jahre benutzt.

von Markus F. (markus_f151)



Lesenswert?

Kann mir bitte noch jemand erklären, wozu die D1 in der Schaltung ist?
Wenn ich diese überbrücke, muss der Q3 bei R3 == 330R um die 1,5W 
verbraten.

von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Poste die asc Datei.

von Markus F. (markus_f151)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

H. H. schrieb:
> Poste die asc Datei.

Gerne, siehe anbei.

Mir ist aufgefallen, dass ich da LTspice vielleicht außer Tritt bringe.
Ich habe mir die Leistungskurve vom Q3 plotten lassen, anschließend die 
D1 überbrückt und nochmals berechnen lassen. Dann kommen die 1,5W 
zustande. Füge ich den Leistungsplott nach dem Brücken von D1 neu ein, 
passt's wohl. Die Spitzen mit ca. 400mW sehen irgendwie komisch aus.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


Lesenswert?

Markus F. schrieb:

> Mir ist aufgefallen, dass ich da LTspice vielleicht außer Tritt bringe.
> Ich habe mir die Leistungskurve vom Q3 plotten lassen, anschließend die
> D1 überbrückt und nochmals berechnen lassen. Dann kommen die 1,5W
> zustande. Füge ich den Leistungsplott nach dem Brücken von D1 neu ein,
> passt's wohl.

Böser Bube!

> Die Spitzen mit ca. 400mW sehen irgendwie komisch aus.

Ganz normale Schaltverluste.


Und nimm für die Diode nicht das Standardmodell, sondern ein realeres.

von Markus F. (markus_f151)


Lesenswert?

H. H. schrieb:
> Böser Bube!

Wer kann, der kann :D

H. H. schrieb:
> Ganz normale Schaltverluste.

Klingt plausibel. Daran hätte ich nicht gedacht.

H. H. schrieb:
> Und nimm für die Diode nicht das Standardmodell, sondern ein realeres.

Ja, mache ich. Werde da auf eine Schottky gehen.

Danke für deinen wertvollen Input!

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.