Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsversorgung Entkopplung / USV


von Daniel S. (snipod)


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Hallo Zusammen,
ich habe eine Platine, die ich im PKW Umfeld benutze. Ich steuere damit 
ein paar Magnetventile und lese Sensoren aus, außerdem wird ein 
Bedienteil mit Touchscreen daran betrieben.

Jetzt zeigt es sich, dass das System etwas empfindlich ist, was die 
Masseverbindung angeht. Das zeigt sich beispielsweise daran, dass z.B. 
beim Motorstart je nach Massepunkt das System neu startet (Brownout), 
oder es zu anderen Fehlfunktionen kommt. Ich konnte mit meinem Logic 
Analyzer herausfinden, dass mir in einem solchen Fall die 3V3 und 5V für 
15 - 30 ms wegbrechen.
Ich dachte eigentlich, dass ich mit Hilfe des 330µF C3 solche Probleme 
nicht bekommen sollte, jetzt sind sie aber da... Die Frage ist, wie man 
hier Abhilfe schaffen könnte?

Meine Ideen wären jetzt folgende:
1. C zusätzlich hinter die D1 an KL15, bzw C4 größer?
2. C oder LC-Filter zusätzlich an +12V_IGN, wobei da vor den Wandlern ja 
schon jeweils 2x 10µ sitzen

Vielleicht bin ich auch vollkommen auf dem falschen Weg aber ich komme 
gerade nicht drauf. Vielleicht ist es ja für jemand anderes 
offensichtlich :)

Danke schonmal fürs lesen ;)

von Michael B. (laberkopp)


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Daniel S. schrieb:
> Vielleicht bin ich auch vollkommen auf dem falschen Weg

Kann sein.

Das Bordnetz ist gestört. Nicht nur Spannungseinbruch beim Starten, 
sondern auch Überspannung, siehe

https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

Da du Schaltregler für 5V und 3.3V nutzt sollte ein Spannungseinbruch 
bis 7V aber kein Problem sein.

Deine Stromversorgung läuft aber, nachdem man das Wortsuchspiel dass du 
Schaltplan nennst aber nur der Obfurscation dient entziffert hat, durch 
Si7133 und BTS4141 bevor sie an den R78C landet.

Stelle erst mal sicher, dass die Fehlfunktion nicht von dort kommt, in 
dem du sie überbrückst.

Die Masseverbindung selbst kann ein Problem werden, wenn sich Masse 
verschiebt, in dem z.B. neben dem Strom deiner Schaltregler auch der 
Strom der Magnetventile über ein zu dünnes Massekabel fliesst, aber ich 
vermute, du hast es gut genug angeschlossen und es wird um kleine 
Ventile gehen zur Zentralverriegelung, also keinen grossen Strom. 
Dennoch sind gerade solche Verbraucher im abgetrennten (Wackelkontakt) 
Subnetz die Ursache für Spannungspeaks bis +/-150V im Bordnetz, Elkos 
können diese Abschaltenergie aber ohne zu grosse Spannungsüberhögung 
abfangen, oft reichen 47uF, und Freilaufdioden würden auch helfen.

Ich würde den RGND am BTS weglassen  er hilft nur bei Verpolung die du 
mit dem Si schon verhindert hast und stört sonst nur

von Manfred P. (pruckelfred)


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Daniel S. schrieb:
> Ich dachte eigentlich, dass ich mit Hilfe des 330µF C3

Der C3 ist wirkungslos, weil er sich direkt ins fallende Bordnetz 
entleert. Setze zwischen FET und Elko eine (Schottky-) Diode. Wenn es 
die Regler vertragen, kämen auch Elkos auf der 5V- und 3V3-Seite in 
Betracht.

Michael B. schrieb:
> das Wortsuchspiel dass du
> Schaltplan nennst aber nur der Obfurscation dient entziffert hat,

Wie wahr!

Michael B. schrieb:
> Deine Stromversorgung läuft aber [..] durch
> Si7133 und BTS4141 bevor sie an den R78C landet.

Denkst Du, dass der BTS4141 wegen Spannungseinbruch abschaltet? Wenn ja, 
kann man über den Wert von C4 nachdenken.

von Daniel S. (snipod)


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Hallo und danke erst mal für die Antworten.

Michael B. schrieb:
> nachdem man das Wortsuchspiel dass du
> Schaltplan nennst aber nur der Obfurscation dient entziffert hat

Das habe ich irgendwie schon mal gehört, ich finde es aufgeteilt auf 
einzelne Seiten, untergliedert in Funktionsgruppen und dann am Ein- bzw, 
Ausgang mit Labels versehen eigentlich immer am einfachsten 
Nachzuverfolgen, da stehe ich aber wohl alleine auf weiter Flur :D Sorry 
dafür, aber danke dass Ihr euch trotzdem durchwurschtelt.

Michael B. schrieb:
> Die Masseverbindung selbst kann ein Problem werden, wenn sich Masse
> verschiebt, in dem z.B. neben dem Strom deiner Schaltregler auch der
> Strom der Magnetventile über ein zu dünnes Massekabel fliesst, aber ich
> vermute, du hast es gut genug angeschlossen und es wird um kleine
> Ventile gehen zur Zentralverriegelung, also keinen grossen Strom.

Im Fehlerfalle sind (noch) gar keine Magnetventile geschalten. Diese 
werden über BTS3125 angesteuert. Dieser hat bereits den ESD Schutz 
integriert... Die Kabelquerschnitte sind mehr als ausreichend 
Dimensioniert.

Manfred P. schrieb:
> Der C3 ist wirkungslos, weil er sich direkt ins fallende Bordnetz
> entleert. Setze zwischen FET und Elko eine (Schottky-) Diode. Wenn es
> die Regler vertragen, kämen auch Elkos auf der 5V- und 3V3-Seite in
> Betracht.

Das könnte ich mal probieren, vielen Dank

Manfred P. schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Deine Stromversorgung läuft aber [..] durch
>> Si7133 und BTS4141 bevor sie an den R78C landet.
>
> Denkst Du, dass der BTS4141 wegen Spannungseinbruch abschaltet? Wenn ja,
> kann man über den Wert von C4 nachdenken.

Die Vermutung hatte ich auch schon, wobei aus dem DB des BTS4141 
hervorgeht:
I-in, max = 110µA
I-R5 = 12V / 10k = 1,2 mA
je nach dem wie stark die KL15 hier einbricht, ist der innerhalb von 1-2 
ms unterhalb der Einschaltschwelle. Man könnte auf 10µF mit einem R5 von 
100k gehen, dann hätte man hier gut 2s bis die Spannung unter die 
Schwellspannung fällt bei 12V. Oder man übertreibt es nicht so mit 1µ 
und 100k...

von Bauform B. (bauformb)


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Der BTS41414 schaltet bei ≤10.5V an VBB ab. Der BTT6200-1EJA ist 
immerhin bis 8V spezifiziert und würde wohl noch bei 5V funktionieren.

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