Miksi FET-ohjain hajosi?

KariM · Post by **KariM** » Tue Jan 24, 2006 9:50

MS-setuppini on ollut äärimmäisen luotettava viimeisen 1½v ajan. Nyt kuitenkin yhtäkkisesti käynti lakkasi, syynä FET-ohjaimeen syntynyt reikä jota kautta käyttösavu pääsi karkuun.

Tilanne oli näillä kovilla pakkasilla, ulkona -22°C. Olin kuitenkin ajanut autolla muutama tunti aiemmin, clt näytti yhä +4 ja MS-boksi hanskalokerossa lienee ollut muutaman asteen pakkasen puolella. Pyöräytin koneen normaalisti käyntiin, kävi muutaman sekunnin, ja sitten se sammahti mitään varoittamatta. Ei käyntiin enää millään. Mittasin yhden suuttimen piuhoista että MS:lta ei tule ohjausta. Pöydän ääressä asiaa tutkimalla huomasin FET-ohjaimen hajonneen, vaihdoin sen ja boksi lähti taas normaalisti eloon.

Mikä tämän olisi voinut aiheuttaa? Mieleeni tulee pari epäilyksenalaista seikkaa:

1) Skema on v2.2. Olen epähuomiossa näköjään laittanut +12V suotokonkaksi C30 4.7u elkon, kun pitäisi olla tantaali. Katsoin ko. elkon datalehdestä että se on speksattu toimimaan -40°C. Itse FET-ohjain on MC33151, eli saman -40 pakkasta kestävä.

2) Olen kytkenyt syseemiin extran ohjelmoitavia lähtöjä varten monistettuja FP-piirejä, eli trankku-vastus-shunttidiodi. Yhteen tällaiseen on kytkettynä mittaristossa oleva varoitusvalo, joka saa +12v virtalukon acc-asennossa, mutta MS saa sähköä vasta ign-asennossa. Tämän seurauksena +12v vuotaa tuon diodin kautta levylle väärästä suunnasta. Toisinaan acc-asennossa ko. varoitusvalo on vilkkunut himmeästi, eli ilmeisesti MS lähtee käynnistymään tuolla väärää kautta saamallaan jännitteellä. Liekö tämä ollut vaarallista?

Toistaiseksi vikaantumisen syy on siis arvoitus. Vaihdoin elkon tantaaliksi, ja lisäsin sen rinnalle 22v zenerin siten ettei piirille menevä jännite pääse nousemaan tuon yli. Varoitusvaloa ohjaavasta kytkennästä poistin mainitun diodin.

Ideoita?

ArttuH · Post by **ArttuH** » Tue Jan 24, 2006 10:22

Veikkaisin syyksi jännitepiikkiä. MC33151:n maksimi käyttöjännite näyttäisi olevan 20V ja levyn virransyötössä oleva 22V zeneri alkaa rajoittamaan jännitettä vasta jossain päälle 25 voltissa. Pakkaskeli saattoi osaltaan vaikuttaa asiaan. Akku ottaa kylmänä huonommin virtaa vastaan, joten sen kyky tasata jännitepiikkejä on heikompi. Sama pätee myös piirin rinnalla olevaan elkoon. Sinällään erikoista, että kärähti vasta muutaman sekunnin käynnin jälkeen. Äkkiä ajatellen luulisi suurimpien piikkien syntyvän heti koneen käynnistyessä. Mutta autosähkö osaa olla ilkeää ja arvaamatonta

V3-levyssä on muuten tuo suoja-zeneri fettiohjaimen rinnalla, ilmeisesti sitä ei ole lisätty huvikseen. Olen parhaillaan piirtelemässä itselleni uutta levyversiota. Alustavasti olin ajatellut jättää tuon suojadiodin pois, mutta taidanpa sittenkin laittaa sen levylle...

En usko, että tuolla merkkivalon kautta kiertävällä sähköllä on mitään osuutta asiaan. Muuten se kyllä saattaisi aiheuttaa riesaa, esim. FLASH:in korruptoitumista, mikäli se kykenisi nostamaan käyttöjännitteet juuri prossun toimintarajalle.

jani · Post by **jani** » Tue Jan 24, 2006 11:48

Minullakin teki tuon kuukausi sitten koneen käyntiin pakkasesta ja toimi hienosti 100 metriä ajettuani kone puutui tien poskeen röpeksien. Syy oli kyllä selvä latausjännite heitteli pirusti säädin meni vaihtoon ja sitten säätimen vaihdon jälkeen latasi koko ajan 20 volttia .
Seuraavaksi vaihdoin laturin pakka uuteen ja boksista meni vanhalla säätimellä fettiohjain mykäksi . Ohjaimen vaihtamalla tas mega heräsi henkiin.
Kyllähän tuon auton latausjännite on aika törsteista kun koneen käynnistää tosi kylmästä. Töissä pakastettiin moottori taannoin ja mitattiin oskoliskoppilla kaikkia mootorin jännitteitä ja muita kylmäkäynnistyksessa tarvittavia jännitteiden laatua.

Lataus säätimet on aika karkeita säädöissäänsä ja jos kysessä on tarvikemalli niin ovat kyllä ihan sontaa.
Eihän tuolla mitään merkitystä jos moottorin ohjaus kestää tuon ja on asianmukaisesti suojattuna . Näissä megoissa ei ole tarvinnut noihin asioihin kiinnittää huomiota kun on suunniteltu toimimaan jenkki olo suhteissa. pitäs tutkia miten noi uudet common railien boksit on suojattuan jännite piikeiltä. Esim mersuissahan on suojaiduttu jo 80 luvun lopulta noilta jännitepiikeiltä . Normaaleissa releissäkin on diodi estämässä tuota kelan aiheuttamaa piikkiä.

KariM · Post by **KariM** » Tue Jan 24, 2006 18:00

ArttuH wrote:Veikkaisin syyksi jännitepiikkiä. MC33151:n maksimi käyttöjännite näyttäisi olevan 20V ja levyn virransyötössä oleva 22V zeneri alkaa rajoittamaan jännitettä vasta jossain päälle 25 voltissa.

Vika tuli silloin silloin kun tuota zeneriä ei ollut ollenkaan. V3:n skemasta tuon idean huomasin (tosin siellä oli 36V???) ja lisäsin sen 22V:n nyt kun en muutakaan ensihätään keksinyt.

Akku ottaa kylmänä huonommin virtaa vastaan, joten sen kyky tasata jännitepiikkejä on heikompi. Sama pätee myös piirin rinnalla olevaan elkoon.

Joo, elko tuossa kohtaa on selvä virhe, vaikkakin siellä on myös se normaali 100n keraaminen.

E: Joskus katselin jotain sivua jossa ohjeistettiin autokäyttöön tulevan 5V-virtalähteen suunnittelua. MS:n regun ympärillä oleva laitos on juuri sen opin mukainen, eli siis varmaankin riittävä. Ongelma on kuitenkin tämä suora "+12V" syöttö fet-ohjaimelle. Mitähän muita suojauksia tuohon osaisi tehdä?

ArttuH · Post by **ArttuH** » Tue Jan 24, 2006 20:04

Se regun edessä oleva zeneri suojaa jonkin verran myös fettiohjainta, tosin ei niin hyvin kuin ohjaimen vieressä oleva.

Laita sen zenerin tilalle kunnollinen transienttisuoja, jos ei jo ole. Esim. SMCJ18 tai P6KEjotain. 18V-versio voisi olla sopivin, nuo kun alkavat rajoittaa kunnolla vasta jonkin verran nimelisjännitteen yläpuolella. Kapasitanssin lisääminen parantaa myös tilannetta, low ESR-elkoa tai tantaali. Ja sitten voisi laittaa suojauksien eteen sarjaimpedanssia, vastus tai kuristin, mutta sitten konkkaa pitänee lisätä selkeästi.

KariM · Post by **KariM** » Wed Jan 25, 2006 18:37

Miltä näyttäisi tällainen viritys? Kasvatin konkan kokoa, jemmoista löytyi V18MLA (datalehti), ja paketin eteen joku sarjavastus. Tuon vastuksen arvo on kyllä täysin hatusta, mikä olisi hyvä arvo?

ArttuH · Post by **ArttuH** » Wed Jan 25, 2006 19:14

Näyttää hyvältä. Mutta sitten se vastuksen arvo. Mitähän tuo fettiajuri mahtaisi ottaa pahimmillaan virtaa, keskiarvona? Arvataan 100mA, lienee turvallinen lukema. Eli jos vastus olisi 10 Ohm. niin siinä tulisi 1V jännitehäviö, mikä on vielä ihan hyväksyttävä. 50V piikissä virta jää noin kolmeen ampeeriin, minkä pitäisi olla transienttisuojalle helppo juttu. Eli sivistynyt arvauksemme on siis 10 ohmia

KariM · Post by **KariM** » Wed Jan 25, 2006 21:26

FET-ajurin datalehdestä katsoin seuraavaa kohtaa sivun 2 alareunasta: Power supply current Operating (C=1.0nF Drive outputs 1 and 2, f=100kHz) typ 10.5mA max 15mA. Sen mukaan virrankulutus olisi huomattavasti 100mA:a pienempi, mutta voiko se noin pieni olla?

ArttuH · Post by **ArttuH** » Thu Jan 26, 2006 7:40

Voi kai se olla. Ei nyt jaksa laskea, paljonko 1nF kapasitanssin lataaminen ja purkaminen 100kHz taajuudella vaatii, mutta ei se taida paljoa olla. Suutinfettien kapasitanssi on tuota nanon luokkaa ja PWM-tilassa taajuus taisi olla jotain 20-40kHz, joten tuo 15mA olisi ihan turvallinen arvo. Se 100mA oli hyvin varman päälle arvattu. Eli vastukseski kelpaa mikä hvyvänsä väliltä 10-50 ohmia.

KariM · Post by **KariM** » Thu Jan 26, 2006 8:31

Ok, kiitoksia vinkeistä. Pitää pikaisesti valmistaa uusi levy parannetulla suojauksella, ja alkaa kuljettaa vanhaa levyä backuppina matkassa :/

Turtana · Post by **Turtana** » Thu Jan 26, 2006 9:39

Pistäkääs joku se lopullinen kaavio tuosta uudesta suojauksesta niin sovellan sen tuohon uuteen levyyn. voi pistää privana tai mailata rauli@turtana.com

KariM · Post by **KariM** » Thu Jan 26, 2006 12:20

Meinasin toteuttaa tuon nyt sellaisenaan kuten tuossa eilen väsäämässäni kuvassa (alla) on. V18MLA:n tilalla voinee käyttää läpireikäisenä vastineena esim. tuota Artun ehdottamaa ST P6KE18(C)A:ta.

Turtana · Post by **Turtana** » Thu Jan 26, 2006 14:07

mjoo näköjään ihan diodin kotelossa oleva komponentti tuo

http://www.datasheetcatalog.com/datashe ... E18A.shtml

joo teen muutokset levylle, luulen että saan vielä tuon ja vastuksen ängettyä suht helposti sinne.

itse olen siinä fet ohjaimelle menevän diodin jälkeen käyttänyt 18V zeeneriä, tosin tämä poltti 500mA sulakkeen kyllä jos paukutti pahasti piikkiä.

pistetään parannusta levylle sitämukaa kun ilmaantuu

risu · Post by **risu** » Sat Jan 28, 2006 11:04

Sori menee vähän offtopic.

Turtana wrote:pistetään parannusta levylle sitämukaa kun ilmaantuu

Kattelin tota sun osalistaas ja huomasin ettei sulla oo ainakaan noita v3 palautuvia ylivirtasuojia tolla levyllä? Sama RXE050 tai vastaava maksaa puoltoista euroa partcossa. Noita on kolmoslevyllä heti regun jälkeen ja 5V ulosotossa. Ainaki tossa 5v ulosotossa ois hyvä olla "automaattisulake" kun ihmiset kytkee johtoja välillä miten sattuu, suosittelisin. Ja jos joku ei noita halua niin aika simppeliä pistää hyppylanka tilalle..

Jankos · Post by **Jankos** » Mon Jan 30, 2006 10:21

Eilen kosahti myös tuo fettiohjain ralliautosta.

Epäselvää on vain se että missä vaiheessa...

Täydestä laulusta kone sammu, mutta tuon jälkeen kipinäkin oli kateissa eli täyttä varmuutta ei ole hajosiko se jo siinä. Mutta apusähköllä starttaillessa kun sytkä oli fiksattu niin ei enää pörähtänyt käymään kuin vasta fettiohjaimen vaihtamisen jälkeen.

Heti sammumisen jälkeen startatessa putkesta tuli mielenkiintoisen näköistä harmaata pilveä sen takia epäilen että suuttimet toimi vielä siinä, mutta ei olisi ollut kipinää.

Harmaata pilvi sen takia että kuuman pakosarjan meni startatessa bensaa?

No kuitenkin pelaa taas.