Scheda avvitatore bosh easy impact 1200 - in corto circuito

[boip]

Buon pomeriggio, torno a chiedere consiglio perchè non riesco a spiegarmi il principio di funzionamento di questo oggetto.
E' la scheda del trapano nel titolo, smontato perchè lampeggiava il led rosso di batteria scarica.
Si tratta di un circuito che gestisce la ricarica di un pacco batterie al litio composto da 3 18650 in serie, circa 12,6 V a carica completa.
Inoltre, gestisce un motorino a spazzole a magneti permanenti. A seconda della pressione del grilletto, questo gira più o meno veloce.

Come da titolo risulta in cortocircuito l'uscita, ed in particolare un mosfet (PSMN2R4-30YLD).
Quello che non capisco è come lavori questo circuito, riferendomi alle foto sembra che il mosfet 1 (sono gemelli) gestisca il motore nella configurazione classica, in serie al negativo. Quello in corto circuito invece (2) ha drain sul polo positivo del motore e source su quello negativo.

Inizialmente pensavo fosse per la frenatura al rilascio del grilletto, ma la prova che ora descrivo ha sollevato i dubbi:

Una volta dissaldato il mosfet ho riprovato il circuito, al posto del motore ho collegato una lampada. Questa viene correttamente gestita con il mosfet  2 dissaldato (varia la luminosità a variare della pressione grilletto) ma con un oscilloscopio ho verificato che sul gate del mosfet dissaldato sono presenti gli impulsi a grilletto "parzializzato" e una tensione di circa 13 V a grilletto totalmente premuto. Se quindi ci fosse il mosfet sarebbe in corto netto fra positivo e negativo. Dove sbaglio?

Su x5 è collegato un polo del motore ed il positivo batteria, su x7 l'altro polo del motore. Entrambi entrano in un invertitore esterno per scegliere il senso di marcia.
In questa foto i piedini sono tagliati perchè era l'unico componente che potesse dare corto netto fra x5 e x7, poi dissaldato.

Il rettangolo nero dovrebbe essere la resistenza di shunt per la misura della corrente.

[boip]

Aggiornamento: come era ovvio i mosfet si accendono in controfase, continua a non essermi chiaro il vantaggio però

[boip]

Aggiornamento: sostituito un solo mosfet PSMN2R4-30YLD con IRLR 8113, dovrebbe essere più veloce quindi non ci dovrebbero essere problemi di conduzione contemporanea.

Continuo a non capire il senso, ma ora sembra funzionare

[Livio Orsini]

12 minuti fa, boip ha scritto:

Continuo a non capire il senso, ma ora sembra funzionare

 

per comprenderne il senso è necessario disporre dello schema elettrico del dispositivo, a meno di conoscerne perfettamente il funzionamento per averlo analizzato in precedenza.

Non disponendo ne di schema, ne del dispositivo fisico mi risulta impossibile darti una spiegazione corretta.

[boip]

Ciao Livio, grazie della risposta.

 

Da quello che sono riuscito a ricostruire, lo schema è questo:

 

Dalla +12 è derivata anche l'alimentazione della logica, che ho trascurato perchè è veramente difficile seguire le piste.

[Livio Orsini]

Se è così serve per invertire il senso di rotazione del motore

[boip]

Il senso di marcia è controllato dall' invertitore che ho rappresentato immediatamente prima del motore (è interamente meccanico).
Io pensavo servisse per la frenatura del motore al momento del rilascio del grilletto, ma ho visto che al gate arrivano treni d'impulsi anche quando il motore ruota a velocità costante.
Sembrerebbe (putroppo qua ho un solo canale disponibile) che i gate siano controllati in controfase

 

Modificato: 11 gennaio 2021 da boip

[Livio Orsini]

Se i msofet funzionano in controfase il sistema non funziona.

Con il deviatore messo nella posizione in cui lo hai disegnato, per esempio, chiudendo il mosfet inferiore il motore è alimentato, mentre se chiudi il mosfet superiore il motore ha l'armatura in corto.

Scambiando la posizione del commutatore, si invertono i funzionameti dei Mosfet.

5 ore fa, boip ha scritto:

ma ho visto che al gate arrivano treni d'impulsi anche quando il motore ruota a velocità costante.

 

Al gate deve arrivare un impulso rettangolare, la cui larghezza è proporzionale alla velocità del motore, quindi anche quando il motore gira a velocità costante sul gate ci sono impulsi di larghezza costante.

[boip]

Questo è quello che arriva al gate del mosfet 2, per quanto sia preso con un oscilloscopio cinesissimo.
Voleva essere una "partenza in rampa" fatta a mano: disalimentato ; partenza da fermo (gate-source a +5v); "rampa"; massima velocità (gate-source a 0V)

 

P.s. al rilascio si nota la frenata del motore, con tanto di scintillio delle spazzole (sempre fatto sin da nuovo).
A cercare sul tubo sembra infatti che questi trapani soffrano di consumo eccessivo delle spazzole

 

Modificato: 11 gennaio 2021 da boip

[Livio Orsini]

Come impulsi, da quel poco che si riesce a vedere, sembrano corretti per la modulazione in PWM. Quello che non mi torna è il pilotaggio in controfase. Sarebbe encessario osservare entrambi i comandi.

[boip]

Purtroppo li non ho a disposizione un oscilloscopio vero, inoltre l'ho rimontato e spero di non doverlo smontare nuovamente. Pensavo fosse una topologia conosciuta, che io profano non conoscevo.
Che siano in controfase è una mia ipotesi, ma mi sembra ragionevole perchè se si sovvraponessero sarebbe un corto sull'uscita.

Anche da quel giocattolo si vede chiaramente che il duty cycle diminuisce all'aumentare della pressione del grilleto, fino ad arrivare a 0V a massima pressione-velocità. Mah.

 

Prima di sostituire il mosfet 2 ho provato a farlo funzionare con i piedini tagliati, come in foto, su un carico resistivo (lampadina auto da qualche A). Come previsto funzionava correttamente e dimmerava la lampadina con il solo mosfet 1

Modificato: 12 gennaio 2021 da boip