Kopplingen är tänkt att jag ska ha i min verkstad för att stänga av en konstlast när batteriet börjar ta slut. Lasten är ett vanligt värmeelement parallellt med en liten fläkt. (Så den är väl något induktiv). Problemet uppstår dock även med en ren resistor.
Så här ser schemat ut: Förklaring:
till vänster kommer signal in på optokopplare:
lysdioden får ström = full effekt.
lysdioden får pulserande signal (ca 4 Hz) = halva effekten.
lysdioden släckt = stäng av lasten helt.
Filter efter optokopplaren med dioder, motstånd och kondensatorer ( i kombination med att 4093 har schmitt-trigger-ingångar)
avgör vilken last som ska vara på för tillfället. (Detta fungerar verifierat).
CMOS HEF4093 NAND- kretsen är en hållkrets. Lasten startas med knappen "set", stoppas med "reset". Kan ej startas av optosignal, däremot stängas av och är sedan avstängd permanent tills "set" trycks in igen samtidigt som det måste finnas signal från antingen A eller B.
Q6, PNP-transistor: enbart till för att invertera signalen till gate. Jag hade föredragit en CMOS-inverterare här, men tyckte det var onödigt med ännu en 14-pinnars IC här.
Matningsspänning:
Q8 + Q9 reglerar strömmen till ca 2.2 mA, D6 begränsar matningsspänningen till HEF4043 till 12 volt.
Spänningskällan kan variera mellan 20 och 100 volt.
Detta fungerar fint så länge strömmen inte överstiger 2.2 mA - om detta sker sjunker matningsspänningen och risken finns att MOSFETarna får taskig spänning på gaten (5 volt är inte bra!). Men detta ska inte ske!
Q11,Q12 och Q13 är således MOSFETarna som driver lasten.
Jag har bara testat med last upp till ca 12 ampere, och det fungerar ett tag, men sedan händer detta:
När signalen slår av så stängs inte paret Q11 och Q12 av utan går på halvfart (och blir snabbt kokheta givetvis).... Oscilloskop visar att 12V-matningen dras ner och oscillerar snabbt kring ca 2-5 volt. Detta bränner ju transistorerna inom några sekunder om jag inte stänger av manuellt.
Jag kan inte hitta något så gör att spänningen skulle dras ner till 3 volt. När det väl har skett verkar det som om det är själva MOSFETen som fått en smäll och att gaten delvis leder ström ner till GND, vilket kan förklara fenomenet. Vid "on" så leder alla transistorer fullt så som det är tänkt, och då leder inte gaten, dvs. matningsspänningen ligger stabilt på 12 volt. Men vid "off" uppstår denna oscillation igen. Om jag byter MOSFET och slänger i en ny, så fungerar det felfritt igen ett antal gånger.
Jag inser att konstruktionen inte är optimal och att den är väldigt känslig, men jag tänkte att det borde fungera ändå. Jag borde kanske ha en brown-out funktion som slår av gaten, men det hade antagligen inte hjälpt - felet uppstår ju just när jag slår av gate-signalerna.
Jag kan ju misstänka att PNP-transistoen och ett 100k motstånd till jord ger ett väldigt långsamt omslag och att det skulle kunna vara orsaken till att MOSFETen förstörs, men det stämmer inte riktigt - MOSFETarna är så pass överdimensionerade att de kan leda 50% i en hel sekund utan att brinna upp. Och fördröjningen på gaten vid avslag blir max 1ms enligt oscilloskopet.
Jag testade att sänka 100k till 22k vid gaten på Q11, utan att det gjorde någon skillnad. (Mer kan jag inte sänka, utan att också öka strömmen i strömgeneratorn).
Kan det vara D9 och D10 som är för långsamma? De är vanliga 1N4004 dioder. Kanske inte alls bra i switch-sammanhang? De ska helst klara 200 volt, och jag hade inga andra hemma.
Jag har gjort två olika kretskort med ungefär samma konstruktion, och båda dras med problemet.
MOSFETarna är dels HUF75645P (100V, 75A,0, 014ohm) samt STW50NB20 (200V - 0.047Ω - 50A)
Batterispänningen jag kört på har varit ca 55 volt.
Jag kunde ju likaväl begränsa spänningen på vanligt vis med en transistor och en zenerdiod. (orsaken att jag satte dit en strömbegränsare var att det inte fanns någon färdig spänningsregulator som klarar 100 volt på ingången).
