P-MOSFET Dropper-Switch - Región lineal

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Estoy reparando una placa de ECU de un generador de SCANIA.

Funciona con 24Vdc, y en el último mantenimiento, el técnico lo alimentó con 220Vac, por lo que explotó algunos componentes.

He logrado reemplazar los componentes quemados, y la placa se comunica con el controlador y la PC, todo se ve bien, excepto por un problema "pequeño".

Hay un circuito P-Mosfet en la entrada que explotó, que se está calentando mucho con el uso normal (alcanza al menos 80Cº, no puedo decir con seguridad, no tengo un buen sensor de temperatura) .

Es realmente difícil hacer ingeniería inversa porque solo veo un lado de la placa y es muy denso (también muchos componentes), esto es lo que podría seguir:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Algunos componentes que se vieron afectados: Q1 cortocircuitado, M1 cortocircuitado, C3 y C2 (tantalio clasificado a 20 Vcc) cortocircuitado, y R2 abierto.

Reemplacé todos esos componentes y la placa ahora "funciona". Los reemplazos que utilicé son los mismos componentes, no algunos equivalente aproximado.

El punto A es donde se conectan la mayoría de las cargas, y se controla mediante un pin de entrada, donde 24V en Pin = ON, 0V en Pin = OFF.

Lo curioso del circuito que no puedo entender:

Cuando está ENCENDIDO: el punto A mide 7 Vcc! Así que el mosfet está cayendo 17V, así que para mí el hecho de que se esté calentando tiene mucho sentido. (También tiene sentido que los condensadores de tantalio en la salida C2 y C3 estén clasificados a 20 Vcc)

A pesar de que todo está funcionando, me preocupa que este mosfet no parece estar funcionando en las especificaciones normales.

Esto me lleva a pensar que tiene que haber un bucle cerrado entre "circuito desconocido" en el punto A y "circuito desconocido" en la base Q1, y de alguna manera usar el mosfet en su región lineal para disminuir el voltaje como Una función de la carga (¿quizás?). Tal vez se haya destruido otra parte que no puedo encontrar, y está llevando al mosfet a un voltaje muy alto de 17V de caída en lugar de tal vez 10V o menos

Si se utilizara el mosfet como un simple interruptor, el voltaje a través de la fuente de drenaje nunca sería de 17 V, sin importar la carga.

De todos modos, mi pregunta aquí: ¿Hay algún circuito "típico" que use un mosfet como este, para disminuir el voltaje Y encenderlo / apagarlo? Algo como un "cuentagotas de voltaje" quizás ... Si es así, ¿puede darme circuitos de ejemplo para que pueda seguir buscando dentro del tablero para encontrar cuál es el problema (o si es un problema)?

Tenga en cuenta que este dispositivo funciona bien en mi banco, con buena temperatura. La ECU va montada junto a un generador donde la temperatura es de al menos 50-60 ° C, por lo que incluso si esto funciona aquí calentándose tan mal, no creo que sobrevivirá mucho en sus condiciones de trabajo. Cualquier idea ayudaría aquí.

    
pregunta ndelucca

2 respuestas

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  • El valor de 7V medido no es incompatible con las salidas observadas de 5 y 3,3 V en su esquema (vea la última viñeta); sigue funcionando pero es muy ineficiente.
  • El MOS parece actuar como un regulador lineal conectado en serie. Tal vez debería proteger / regular cuando el voltaje sube a 24V durante la carga.
  • El transistor Q1 puede estar allí solo para encenderse / apagarse, pero creo que es parte de un circuito que regula y protege contra sobrecorriente (vea la figura, tomada de here ).
  • R2esevidentementeunaderivación:esde0.4ohm,loquedisminuiríaelvoltajealrededordelosvaloresdeVBE(esdecir,0.5-0.6V)paraaproximadamente1.4-1.5A;esconsistenteconelcalentamientodeMOSmucho.Sinembargo,R2pareceestarenellado"incorrecto", es decir, hacia arriba; pero también el MOS es de polaridad P (en lugar de N) ...
  • 17V a través del MOS es mucho; Probablemente está diseñado para VDS mínimo. A partir de esto el motivo de una P MOS; con VGS negativo, sin restar voltios de VA (o al menos, esto es lo que supongo que estaba en la cabeza del diseñador). Tal vez haya desaparecido un zener de referencia que no ve, y el MOS está tomando todo el voltaje disponible, yendo al mínimo VA = 7V permitido para que funcione el buck-reg.

Lo siento, no hay otras ideas.

    
respondido por el andrea
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El MOSFET podría ser parte de un circuito regulador de voltaje, pero la parte del esquema que se muestra parece un limitador de corriente: cuando el voltaje en R2 se vuelve lo suficientemente alto como para encender Q1, reduce el voltaje de la puerta lo suficiente para limitar la corriente a través del MOSFET.

El calentamiento puede deberse a un exceso de corriente. Compruebe el voltaje a través de R2. Si el voltaje R2 es de alrededor de 0.6, probablemente se alcance el límite de corriente. Si este es el caso, podría tener daños adicionales en los componentes o circuitos conectados a "A" que están causando una carga adicional. Las rabietas en cortocircuito indican que vieron un voltaje excesivo cuando el MOSFET falló con 220 VCA aplicados.

Por último, una buena práctica de diseño es reducir los voltajes del capacitor de tantalio al 60%, por lo que el voltaje de funcionamiento normal en "A" probablemente no sea superior a 12V.

    
respondido por el user28910

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