Sostituto Bdx 53c - Caduta troppo alta

[Edge]

Volevo farvi una domanda se possibile.

Un mio cliente ha segnalato che ultimamente (probabilmente causa dell'eccessivo caldo) in alcuni suoi macchinari non si attivavano delle elettrovalvole. Tali elettrovalvole assorbono 3A e sono alimentate dalla tensione di batteria che arriva a circa 13.2V.

Queste elettrovalvole sono comandate da una vecchia scheda dove ho visto che ci sono dei darlington BDX53C.

La scheda funziona correttamente solo che i BDX danno in uscita in saturazione una caduta troppo alta di 2V avendo così sulla bobina dell'elettrovalvola 11.2 volt circa. Capita quindi che a volte la bobina dell'elettrovalvola non si ecciti.

Volevo sapere se potete consigliarmi un sostituto del BDX53C che possibilmente abbia una caduta un pò più bassa con una corrente di circa 3A. Non ho lo schema di quella schema ma non mi sembra ci sia nulla di trascendentale. Tipici controlli on-off con bjt.

Volevo quindi trovare dei transistor equivalenti con minore c.d.t. e package TO-220.

Pensavo di utilizzare dei BD537 (non sono dei darlington) ma mi sa che scaldano troppo.

Ho trovato i BU931T npn darlington che nel datasheet dai grafici si nota una caduta di 1.5V con 7A, solo che costa 1.99 su distrelec contro la metà dei bdx.

Qualcuno ha qualche suggerimeto?

Saluti

[Mirko Ceronti]

Buongiorno Edge

Dunque, mi pare strano che un'elettrovalvola da 12 Volt, con 11,2 non si attivi.

Tu dici che l'alimentazione è 13,2 e fin qui tutto OK se si parla di una batteria (o più batterie), e perciò io (ipotetico) progettista, prevederei delle elettrovalvole con solenoide di attivazione a 12 volt D.C.

A questo punto costoro anche con 13,5 volt non si bruciano di sicuro, e con 11 volt vanno lo stesso (mo' anche con 10 secondo me).

La certezza matematica che la causa è la caduta di tensione C-E, la puoi avere individuando una delle elettrovalvole più....indisciplinate (ovvero una di quelle di cui il cliente magari si lamenta più delle altre che non si attiva) e poi cacciarti lì con un ponticello di filo e fare dei by-pass Collettore Emettitore e vedere se l'elettrovalvola sbaglia comunque. Se non sbaglia più allora sì, è proprio la caduta C-E , ma se invece sbaglia ancora il problema risiede altrove.

Comunque guardando un po' lo schema dei collegamenti (ce l'hai ? oppure riesci in qualchemodo a risalirvi seguendo le piste ?) può essere che si possano sostituire i BJT con dei Mos-Fet. Ricordo che l'IRFZ 44 ha una resistenza D-S mooolto bassa, che magari si presterebbe bene a tale soluzione.

Saluti

Mirko

[Edge]

Intanto ti ringrazio per la risposta Mirko.

Allora, io ho eseguito tale è quale la procedure che avresti fatto tu. Infatti mi sono portato a casa scheda e una elettrovalvola di quelle che utilizzano non avendo la possibilità di portarmi a casa quelle incriminate.

Le elettrovalvole sono da 12V e quindi non mi tornava nemmeno a me che una caduta di 2 volt potesse non farle funzionare. Allora ho provato, ho alimentato il sistema con 13.3V e, nonostante tensione di 11.2 volt l'elettrovalvola si azionava. Ho lasciato la scheda alimentata con l'elelettrovalvola come carico al sole, così tanto per provare, per vedere se potevo avere problemi di dissipazione (cosa di cui dubitavo se la scheda è progettata adeguatamente). Dopo circa mezz'ora la tensione ai capi dell'elettrovalvola si è stabilizzata a 10.7 e si è diseccitata.

Fuori ci saranno 40 gradi ma in genere schede di questo tipo dovrebbero essere dimensionate per reggere fino ad una temperatura ambiente minima di 70/75 gradi.

Cortocircuitando la vce, la bobina si è eccitata nuovamente.

In teoria hfe dovrebbe aumentare con la temperatura, però la caduta non dovrebbe aumentare, anzi, dovrebbe diminuire calando la corrente di base o sbaglio?

Ah, di queste schede ne hanno diverse e solo da un paio di settimane gli è sorto questo problema, in tutte.

Ecco perchè mi è venuto il dubbio dell'eccessivo caldo.

A titolo informativo l'impego di tali schede è in macchine per asfaltare le strade. Quindi dovrebbero essere più che dimensionate.

Ho fatto delle simulazioni in matlab per vedere l'andamento della caduta in funzione della temperatura ma non ottengo una caduta simile. Adesso riguarderò il modello che ho fatto.

Intanto grazie per la risposa. Se avete altri suggerimenti sono ben graditi.

Saluti

[hello]

E' vero che hfe aumenta all'aumentare della temperatura, e per la precisione hai un aumento di 0,5 - 1%/°C ma allo stesso tempo si abbassa Vbe, quindi anche la corrente di base.

La caduta di tensione tra C-E pari a 2 V è del tutto normale per quel componente ed è la garanzia che è in saturazione.

Verifica che la Vbe sia a 2,5V.Se Vbe scende allora potresti non avere corrente a sufficienza per eccitare la bobina.

Dai dati tecnici risulta che con Tj a 125°C e una Vbe di 2 volt hai una Ic di 6A.

Ricorda di controllare la corrente necessaria alla bobina per un corretto funzionamento.

Il problema del darlington se esiste puo' risierdere in una scarsa Ic

Misura anche la Ib se puoi e fammi sapere.

Modificato: 17 luglio 2010 da hello

[patatino59]

Io in una macchina del genere,metterei il vecchio Rele'...

[Edge]

Grazie hello per le delucidazioni.

Perfetto.

Misurata: 2,35V precisamente.

Non ho misurato ib sinceramente. Potevo farlo. Adesso Lunedì provo a rieffettuare la misura.

Bisognerebbe misurare la vbe anche sulla macchina operatrice. Per sicurezza. Non avevo pensato alla scarsa Ic. Ad ogni modo ho bisogno di 3A e quindi dovrei starci dentro anche se cala un pò.

Eventualmente mi consiglieresti di provare a sostituire i bdx con altri similari per fare una prova?

Io in una macchina del genere,metterei il vecchio Rele'...

/QUOTE]

No. Non è possibile. In pochi minuti i relè vengono ecittati diverse volte. Pensa quindi in una sola giornata lavorativa. Dopo 2 giorni i contatti del relè vanno già a farsi benedire.

Saluti

[mariano59]

Confermo, per scrupolo ho fatto un giro di vari datasheet di darlington, 2V è la Vcesat media. Volendo usare i mos dovrebbe bastare aumentare la resistenza di Ib. Mi viene da pensare che anche la resistenza della bobina aumenta con la temperatura e di conseguenza diminuisce la corrente e con essa il flusso magnetico. Magari è una concomitanza di cose.

A proposito Edge, come prosegue coi problemi dei led ad alta luminosità? Hai trovato la causa dei guasti? Ricordo che dicevi del fissaggio con colla a caldo, penso che sia dannosa quella temperatura, quelle colle impiegano molto tempo a raffreddarsi, ciao.

[Edge]

Grazie marino59 per la risposta,

Può darsi, comunque domani farò altre misurazioni e poi vedrò di arrivare ad una conclusione.

Per ora la colla a caldo lo fatta mettere comunque, poi la resistenza in serie al Led l'ho messa da 1/2 watt in quanto la caduta sulla resistenza la scaldava abbastanza e siccome dopo viene coperta con della guaina termoretraibile la dissipazione di calore veniva impedita e poi ho messo un diodo ad alta velocità in antiparallelo al led per evitare picchi negativi (non gli escluderi, potrebbe esserci dell'elettronica di bordo non opportunamente filtrata essendo l'alimentazione sempre la stessa). Ho fatto fare un paio di console bordo macchina con questa modifica. E' da una settimana che non si è ancora bruciato nulla. Aspetto un mese e poi se tutto va bene lascio questa modifica. Altrimenti se si dovessero bruciare ancora vedrò di far mettere del silicone rispetto alla colla a caldo. E' solo che fanno meglio i cablatori a metterla perchè dopo 2 minuti è secca e si può già montare. Il silicone no.

Saluti

[hello]

si almeno facci sapere come hai risolto pero ! per la storia dei transistor!

[Edge]

Scusatemi se non mi sono più fatto sentire ma ero via per lavoro.

Allora, per i transistor gli ho cambiati e ho messo dei BU931. Sono sempre darlington ma più performanti. Costano anche di più sinceramente. Non è la soluzione diciamo più economica. Avevo in mente di sfruttare dei mosfet ma c'era da rifare un pò lo schema. Così invece la sostituzione è diretta. Se poi vorrano che le schede nuove gliele fornisca io poi si vedrà la soluzione più idonea. Il problema di fondo era effettivamente l'aumento di temperatura come poi hanno precisato ulteriormente sia "hello" che mariano59". L'aumento di temperatura feceva scendere di troppo la vbe che si assestava a 1.22V. Ciò faceva si che la bobina non avesse sufficiente corrente per realizzare l'eccitazione. Sono venuto poi a sapere che un paio di macchine dove si verificavano maggiormente questi problemi, operavano a Dubai e molto probabilmente la temperatura esterna ha giocato un ruolo importante.

In definitiva: problemi di dimensionamente. Probabilmente un paio di ventole sulla scheda risolverebbero il problema. Per ora i transistor sono stati sostituiti nelle schede le quali non avevano niente di particolare. Attualmente le macchine sono già al lavoro. Per ora non si riscontrano problemi.

Saluti

[mariano59]

Ciao, non so se la scheda è in un comparto a tenuta di polvere e se può scambiare aria con l'esterno, ma sono dell'idea che sia meglio scegliere dei componenti a bassa caduta di tensione. Prima di tutto perchè siamo a 12V, già bassi come tensione, poi la minore cdt (=caduta di tensione) sul componente lo farebbe dissipare meno potenza , quindi temperatura. Le ventole, su macchine da cantiere, devono essere molto robuste, quindi costose e nel caso avessi la scheda in una scatola chiusa, ricircolare l'aria calda all'interno non darebbe grossi vantaggi, mentre forzare aria dall'esterno, magari inquinata di polvere e vapori vari, non mi piace proprio!!! Nel caso di dispositivi con forte dissipazione termica, si tende a portare all'esterno le sole alette di raffreddamento, poi eventualmente la ventola. Nel Tuo caso credo che sia meglio passare un paio d'ore a rivedere lo schema per adattarlo ai mosfet .

Modificato: 26 luglio 2010 da Fulvio Persano

[Edge]

La scheda può scambiare aria con l'esterno, poi magari come dici tu non è il caso considerato l'ambiente di lavoro. Forse portando fuori le alette di raffreddamento con eventuale ventola si risolve qualcosa, ma poi gioca un ruolo anche lo spazio che in genere è sempre abbastanza limitato a seconda del layout della macchina.

Questo sicuramente.

Per ora non ho avuto ancora segnalazioni di problematiche sui darlington che ho sostituito.

Saluti