Ladungspumpe im ESC defekt, warum?

[simon_123]

Hallo zusammen,
ein 60A china-regler in meinem Easyglider (geflogen mit 2s, 40A etwa) hat vor wenigen Tagen den Geist aufgegeben. (Externes BEC verbaut)
Meine Neugier war gepackt und ich habe den Fehler gesucht (wenn auch bei einem 10Jahre alten billig Teil kaum rentabel).
Ich habe schlussendlich die Ladungspumpe basierend auf einem MAX662A relativ Zweifelsfrei als Fehler identifiziert (der neue Chip+Kondensatoren ist zwar noch nicht da, aber das anlegen einer externen 12V Spannung sorgte dafür, dass der Regler wieder problemlos lief. Die Pumpe gab mit 5v an ihrem Eingang nur gut 8V aus statt 12)
Die 12V der Ladungspumpe werden für die Mosfetdriver benötigt.

Nun zu meiner Frage (nur aus Neugier): wodurch kann so ein Bauteil sterben? Ic defekt, Kondendensator defekt oder thermische überlastung der gesamten Platiene sind klar. (letzteres kann quasi ausgeschlossen werden). Eine Strommäßige Überbelastung des Reglers kann bei diesem Fehlerbild doch als Ursache ausgeschlossen werden oder? (dann wären doch nur die Mosfets durch?) Kann über die Gates und die Gatedriver irgendwie eine im Motor induzierte Überspannung bis in die Ladungspumpe zurück gesprungen sein?

 

[lastdownxxl]

Kann über die Gates und die Gatedriver irgendwie eine im Motor induzierte Überspannung bis in die Ladungspumpe zurück gesprungen sein?

Hallo Simon,

das mit der induzierten Überspannung halte ich für sehr unwahrscheinlich. Die Elkos am Regler Eingang sollten ja die Ströme im Generatorbetrieb vom Motor aufnehmen. Dann müsste ja noch z. B. ein Kurzschluss zwischen Drain-Gate an einem der FET's vorliegen.

Elkos und Tantal-Kondensatoren sind die Bauteile mit der größten Fehlerrrate unter den Bauteilen.
Manchmal fallen die Bauteile halt einfach aus, der Ausfall ist zufällig. Es kann an einer schlechten Bauteilqualität oder einem
schlechten Herstellungsprozess mit z. B. zu hohen Löttemperaturen liegen. Natürlich kann auch die Ladungspumpe selber einen defekt haben, z.B. ein schlecht gebondeter Anschluß im IC. Da steckt man nicht immer drin.

Gruss
Micha

 

[S_a_S]

Hallo Simon,
auch Keramikkondensatoren (und bei den 220nF, die im Datenblatt als Ladekondensatoren gezeigt sind, gehe ich davon aus) sind in diesem Zusammenhang kritisch zu sehen, da das "Porzellan" durchaus auch mechanisch in Mitleidenschaft gezogen werden kann.

Bruch führt entweder zu einer drastischen Kapazitätseinbuße, weil die leitenden Flächen unterbrochen sind - oder im ungünstigeren Fall zum Kurzschluss. Der kann auch durch Elektromigration (Galvanik mit Anschlussmaterial, Lötzinn, Flussmittelresten, Feuchtigkeit...) entstehen.

Mit Kurzschluss bei einem Kondensator wird nur einmal die Eingangsspannung (5V) eingeladen, wenn die S1 geschlossen sind. Wird auf die S2 umgeschaltet, kommt halt nur einmal 5V auf die Eingangsspannung drauf, damit sind dann halt nur 10V max möglich (bei zwei Kondensatoren wären da 2x5V drauf -> 15V und geregelt auf 12.5V begrenzt). Allerdings wird vermutlich einer der S1 am kurzgeschlossenen Kondensator auch den Geist aufgeben, weil dann die maximal zulässigen 50mA überschritten werden.

Bei einem offenen Kondensator wird zwar einer voll geladen, der andere aber nur mit einem Bruchteil der Kapazität (wenige pF). Im Leerlauf (ohne MOSFET-Ladeströme) können das auch die gemessenen 8V ergeben, bricht aber unter Last auf die 5V (bzw. was nach der Diode von VCC nach VOUT übrig bleibt) ein.

Um genaueres zu wissen, wäre der Signalverlauf mit dem Oszi an C1+ und C2+ zu messen.

Grüße Stefan