So, schon etwas her, dass sich hier was getan hat. Von Achim aka
@majoja02 bekam ich von einiger Zeit dankenswerter Weise einen defekten Leistungssteller. Eine erste Kontrolle zeigte damals einen etwas bemitleidenswerten Zustand. Die Lötstellen des MOSFET sahen nicht mehr sonderlich gut aus und die Platine war durch Hitzeeinwirkung deutlich verfärbt. Der MOSFET war wie üblich durchgeschlagen und damit niederohmig.
Nachdem ich wenig Zeit hatte und mir auch hier ein paar Sachen gegen den Strich gingen, blieb das ganze eine gute Weile liegen. Irgendwann hab ich mich dann doch mal wieder aufgerafft. Also als erste mal einen Schaltplan davon zeichnen. Dafür erst mal ein Bild mit Bauteilbeschriftungen.
Erwartet hatte ich bei einem Doppel-OpAmp und einen kleinen Transistor, dass hier mittels Sägezahn und Komparator eine PWM gebaut wurde. Ich muss zugeben, so ganz erschließt sich der Sinn des ganzen Manövers immer noch nicht, trotz Simulation und einiger Messungen. Klar ist aber, dass mit einem 100nF Kondensator am Gate des MOSFET keine ausreichend schnell schaltende PWM möglich ist.
Also was haben wir? Die eine Hälfte des LM358, mit U1 bezeichnet, verstärkt den Spannungsabfall über einer Leiterbahn (R99) und stellt eine dazu proportionale Spannung an seinem Ausgang bereit. U2 erledigt dann die eigentliche Stromregelung. Wozu VT2 eingebaut wurde? Keine Ahnung, er kann bei bestimmter Wahl der freien Parameter (R_Motor und R99) des MOSFET abschalten. Aber wozu?
Als Motor wurde der Einfachheit halber ein Widerstand und etwas Induktivität angenommen. So ganz real ist das wohl nicht, aber erst mal ausreichend. Der Sollwert kommt vom ACC-Bedienteil, Pin 20 (grau-rot am Leistungsteil), Die Versorgungsspannung von rund 12V kommt ebenfalls von dort, Pin 17 (pink-weiß am Leistungsteil).
Die Sollwertstufen und die gemessen Motorströme, alle habe ich nicht aufgenommen. Man sieht aber, dass die höchste Lüfterstufe noch mal einen deutlichen Sprung macht. Die Ströme schwanken schon ein wenig. Das wundert wenig wenn man eine Leiterbahn aus Kupfer zur Strommessung nimmt. Deren Widerstand hat einen deutlichen Temperaturkoeffizienten.
0,0V - 0A
0,4V -
0,6V - 4,2A
0,9V - 6,4A
1,28V - 8,6A
1,64V -
2,0V -
2,34V -
3,0V -
5,16V - 14A
So sieht das ganze dann erst mal in der Simulation aus, unten rum ist der Strom zu niedrig, vielleicht irgendein Offset:
Ob der Strom wirklich so einschwingt kann ich bisher nicht sagen. Evtl. ändert sich der Sollwert auch nicht so schnell, dann entfällt die Schwingung.
Interessant ist die rote Kurve. Sie gibt qualitativ einen Eindruck, wie die Verlustleistung aussieht. Und ja, bei maximalem Strom kann die wieder sinken wenn der MOSFET komplett aufgesteuert wird. Dazu müsste ich aber am Stecker vom Leistungssteller messen. Ich hatte jetzt aber keine Lust dafür das Handschuhfach auszubauen. Egal wie, es fällt im normalen Betriebsbereich eine nicht unerhebliche Verlustleistung an. Darum der Aufwand der Kühlung. Als Schaltregler mit PWM könnte die vermutlich komplett entfallen.
So viel erst mal zur Theorie. Zu den praktischen Problemen kommt gleich noch ein Beitrag hier.
