Curtis, Motorsteller, Kurzschluß Freilaufdioden



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Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
9.338
46
Hannover
www.litrade.de
@ Harald Schwieger: Kannst Du mir mal hochauflösende Fotos von den beiden Zusatzplatinen machen, von der Vorder UND Rückseite?

Ich müßte mal zwei Leiterbahnen bei mir rekonstruieren, die kann ich nicht mehr zuordnen ....
 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
9.338
46
Hannover
www.litrade.de
ich fiden das auche in wenig ungewöhnlich, werde mir heute Abend ansehen ob das einen Grund hat...
Drjenige wird sichs icher was dabei gedacht haben, denn er hätet sie ja auch eifnach einlöten können...hmmmm
Aber optimal sieht das wirklich nicht aus....
Allerdings intersssant das keine Schottky Dioden verbaut wurden...nur warum derjenige so entscheiden hat, werde ich wohl nie erfahren:-(
 

Mr. Horsepower

Mitglied
07.06.2006
271
Mal ein paar KORREKTE Aussagen zu Freilaufdioden, teilw. speziell zum Curtis:
-bei dem Spannungsniveau (50V) sind Schottky-Dioden erste Wahl.
-es gibt schneller Dioden, die auch weicheres Erholverhalten haben, aber deutlich mehr Verluste.
-Verluste im Curtis sind über die Hälfte Dioden, deshalb Durchlass-Spg hohe Prio.
-2*100A (z.B.) ist NICHT total überdimensioniert, sondern gerade so angemessen.
 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
9.338
46
Hannover
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Denkst Du die STTH 10002TV1 ist eine gute Wahl?
Lohnt sich der Preis? Schlussendlich bin ich sicher mit 60¤ dabei!!! für 2 Dioden, das ist schon heftig...
Billiger wäre es natürlich Curtis zu öffnen und direkt die Dioden zu tauschen, aber ob das dann zuverläßiger wird wage ich zu bezweifeln...

Wohlgemerkt geht es bei mir um das zusätzliche plazieren der Diode, ohne die originalen auswechseln zu müssen....
 

Harald Schwieger

Neues Mitglied
07.07.2006
19
Hallo Josef,
die Freilaufdioden haben keinen Kurzschluss sondern sind unterbrochen (R>20MOhm in beiden Richtungen). Die IRF 3710 habe ich nur im eingebauten Zustand gemessen, dabei stören natürlich die Kondensatoren gewaltig aber ich habe nichts auffälliges feststellen können. Im Testaufbau habe ich ja die Halogenlampen wunderbar mit meinem 5 KOhm-Poti dimmen können.

Ich werde mir mindestens 10 ER1602F - 2x 16 A - 200 V - TO220F für 0,35 Cent das Stück von Pollin bestellen und die Anoden mit einem Kabelschuh am Kühlkörper bzw. M- befestigen. Die müssten dann rechnerisch (bei gleicher Belastung) für 320 Ampere gut sein. Meine Erfahrung teile ich Euch natürlich mit.

Hallo Sven,
die Leiterbahnen muss ich auch an 2-3 Stellen rekonstruieren, da geht es mir genau wie dir, trotz Entlötpumpe und temperaturüberwachtem Lötkolben ist das ablöten der Seitenplatine eine sch. Arbeit. Vielleicht brauche ich hier auch noch Unterstützung aber das ist bei mir erst Problem Nr. 3. Morgen bei Tageslicht mache ich ein paar Detailaufnahmen von meinem Pfusch.

Gibt es eigentlich Vergussmasse mit Reißverschluss ?? ;)

Gruß Harald



 

Josef Fenk

Mitglied
15.04.2005
102
Hallo Harald,

kann es sein, daß bei Deinen Freilaufdioden die Bonddrähte auf einer Seite unterbrochen wurden? Nur so kann ich mir die Hochohmigkeit erklären.

Bei den Seitenplatinen habe ich erst die Anschlussdrähte von der Hauptplatine durch gezwickt, dann kann man die Platinen gut ausbauen. Anschliessend jeden Draht einzeln auslöten, so wird am wenigsten von den Leiterbahnen zerstört.

Meinen 2-ten Curtis hatte ich nur an den Rundungen mit Fräser aufgefräst. Ausgehend von diesen Rundungen hatte ich dann mit einem PUK Sägeblatt die geraden Stücke freigesägt. So ist von der alten Dichtungsmasse fast alles erhalten geblieben. Beim Verschliessen hatte ich dann diese Spalte mit Pattex-Repair Kleber ausgefüllt und damit sauber verschlossen.

MfG Josef Fenk
 

Mr. Horsepower

Mitglied
07.06.2006
271
Wenn Du mich fragst: Lohnt sich nicht!
Von dieser externen Lösung ist eh nicht viel zu halten, weil letztendlich die gesamte Induktivität (also inkl. Kabel) gilt. Es gibt ausreichend gute Dioden für das Innenleben des Curtis. Das Design des Curtis ist dabei völlig ausreichend, auch wenn andere hier gern Gegenteiliges behaupten.
 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
9.338
46
Hannover
www.litrade.de
naja, die KAbel die dann noch zur Curtis gehen werden sehr kurz also mein Zusatzkasten sitzt sehr dicht neben der Curtis.
Also Kabel vom Motor zur Zusatzbox und von dort aus zur Curtis...
Naja, die Teile fürs Tuning der zerlegten Curtis sind schon im Warenkorb:) Vielleicht baue ich doch lieber gleich eine neue auf.
Da der Lasteil schon fertig konstruiert weiterverwendet werden kann, ist der Rest recht einfach zu relisieren auf µc Basis...
Einzig um die Stromüberwachung muss ich mir noch gedanken machen, aber da kann ich auch mit dem vorhanden Dyn Begrenzer arbeiten oder dem verbauten Hallgeber...

An der alten Curtis habe ich auch nichts auszusetzen nur das daß Zerlegen ein wenig fummelig ist....
 

Harald Schwieger

Neues Mitglied
07.07.2006
19
Hallo,
ich will heute noch die Dioden bestellen. Bilder von den Platinen habe ich in einen extra Beitrag gestellt.

Gruß Harald
 

Thomas Leibfritz

Mitglied
25.02.2007
85
Hallo,
ich fahre schon einige 100KM mit externen Dioden des Typs BYV72EW-200
das funktioniert bisher einwandfreiich habe 10 Dioden Paralell geschaltet. Das ist eigentlich überdimensioniert, aber ich hatte noch 10 Dioden daliegen. Ich habe alle direckt nebeneinander auf einen Aluklotz geschraubt damit alle gleich warm sind -das ist wichtig weil die heiseste Diode am meisten Strom bekommen würde.
Gruß Thomas
 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
9.338
46
Hannover
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Und wo genau hast Du die plaziert??
Da ist ja kaum Platz.
Ich überlege schon deshalb den Spritzwasserbehälter an einen anderen Ort zu vefrachten,,,
Die Schutzabdeckung der Curtis wollte ich an Ort und Stelle lassen

 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
9.338
46
Hannover
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hm, das reicht natürlich noch nicht für Langzeiterfahrungen....
Ich werde die externe Lösung mal mit 3 oder 4xSTTH 6002CW testen. Die hat 2x60A bei 200V und 0,85V und sit Ultrafast...
 

jbl

Mitglied
06.12.2008
262
Hallo Josef und alle anderen,

[quote Josef Fenk]
Bei einem grundsätzlichen Problem muß man immer versuchen die Ursachen zu verstehen. Deshalb hier der Versuch einer Erklärung der Vorgänge.
[/quote]
erstmal finde ich alle Bemühungen, die Diskussion zu versachlichen und das Wissen um die Grundlagen zu verbreiten, sehr gut. So muss es sein.

Leider sehe ich in Deinen Erläuterungen einen sachlichen Fehler, den ich mich bemühen will, aufzuklären.

Du schreibst:

Woher kommt der Strom der durch die Freilauf-Dioden fliesst, sobald die Fets abschalten??
Von den Fets wohl nicht! Woher soll er dann kommen? Der Thrige hat eine
anker+serie Induktivität von ca. 836µH. Vom Einschalt-Zeitpunkt des Fets beginnt der Strom durch beide Wicklungen anzusteigen bis zum Ausschaltzeitpunkt des Fets. In dieser Zeit wurde in beiden Spulen ein Magnetfeld aufgebaut und dieses Feld sorgt dafür , daß der Strom (bzw. die Elektronen) in der gleichen Richtung weiterfliessen wollen, obwohl der Fet abgeschaltet ist ( ähnlich wie wenn Du mit Deinem El in der Ebene Vollgas gefahren bist und plötzlich das Gas wegnimmst, dann fährt Dein El auch erst mal weiter). Weil der Strom (bzw. Elektronen) nicht mehr gegen Masse durch den fet abgeleitet werden und diese irgendwo hin müssen, baut sich über der Fet Drain-Source Kapazität und den restlichen Leitungskapazitäten die sog. Rückschlagspannung auf.
Soweit bin ich einverstanden.
Im Normalfall kann diese gleich groß sein als die Batterie-Schaltspannung, wenn keine Freilaufdioden parallel zu den Induktivitäten wären. Wenn also die durch die Fets geschaltete Batteriespannung ca. 50V ist, dann könnte die Spannung zwischen Drain-Source des Fets bis auf 100V hochgehen.
Das ist leider nicht richtig. Die erzeugte Rückschlagspannung berechnet sich nach der Formel

dI / dt = U / L

Das heißt: Der Strom I (hier der Motorstrom) durch eine Induktivität L (die Motorinduktivität) steigt proportional zur angelegten Spannung (normalerweise der Batteriespannung) und antiproportional zur Induktivität an (je höher die Motorinduktivität, desto langsamer steigt der Strom an). Diese Version der Formel gilt, wenn man die Batteriespannung an den Motor anlegt, also beim Einschalten des Endtransistors. Den ohmschen Motorwiderstand habe ich dabei vernachlässigt, was für diese Betrachtung auch angemessen ist, da er sehr niedrig liegt.

Es geht aber jetzt um die Vorgänge beim Abschalten der Endtransistoren. Dafür lösen wir die Formel nach der Spannung auf:

U = L * dI / dt

Die Spannung ist jetzt also das Produkt aus der Motorinduktivität und der Stromänderung pro Zeiteinheit. Die Stromänderung pro Zeiteinheit ist aber theoretisch *unendlich groß*, weil wir den Strom ja (idealisiert) von jetzt auf gleich völlig abschalten. Das ist der gleiche Vorgang wie bei der Zündung eines Ottomotors, wo der Zündspulenstrom durch den Unterbrecherkontakt (daher der Name) unterbrochen wird (heute ist das meist ein Transistor, das ändert aber nichts am Prinzip). Der Strom will sozusagen mit Gewalt weiterfließen, also steigt die Spannung soweit an, dass irgendwo der Strom durchbrechen kann. Bei der Autozündung ist das die Zündkerze. Hier will man den Effekt ja haben, und verstärkt ihn noch indem die Sekundärseite der Zündspule mehr Windungen hat als die Primärseite.

Beim Motorregler wollen wir aber diesen Spannungsanstieg nicht haben, einerseits weil er zur Zerstörung der Motorendtransistoren führen würde, und andererseits weil der Motorstrom weiterfließen und auch während der Schaltpausen der Endtransistoren weiter Moment erzeugen soll. Wir betreiben den Motor in den Schaltpausen der Endtransistoren mit der in der Motorinduktivität gespeicherten Energie (also ist auch dem Energieerhaltungssatz genüge getan; gleichzeitig wird klar, warum der Thrige mit der geringen Frequenz des Curtis besser klarkommt als der Perm, nämlich weil seine Induktivität und damit seine Energiespeicherfähigkeit ca, 50x so hoch ist). Deshalb bieten wir einerseits dem Strom eine Ersatzpfad an, eben die Rückschlagdioden. Zum anderen wird der Spannungsanstieg durch Kondensatoren begrenzt, damit die Rückschlagdioden auch eine (sehr kurze) Zeit bekommen, um einzuschalten.

Die notwendige Sperrspannungsfestigkeit der Rückschlagdioden hat aber nichts mit dem beschriebenen Spannungsanstieg zu tun! Die Sperrspannung liegt nur an den Dioden an, während sie sperren (sic!), und das ist der Fall, während die Endtransistoren eingeschaltet sind. In dem Moment, wenn die Endtransistoren abschalten, werden die Dioden in Durchlassrichtung umgepolt. Jetzt geht es nur noch darum, dass die Dioden möglichst schnell durchschalten, damit dI / dt klein bleibt und damit auch die erzeugte Rückschlagspannung. Die Dioden sollen und müssen dem Rückschlagstrom (der dem Motorstrom entspricht, also durchaus höher ist als der Batteriestrom!) einen Nebenweg anbieten.

Dass 200A "gerade so ausreichend" sind, würde ich bestätigen. Eigentlich ist mindestens der im Curtis vorgewählte maximale Motorstrom (z.B. 275A) erforderlich.

Gruß, Jochen
 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
9.338
46
Hannover
www.litrade.de
vielen Dank, das ist eine Erklärung wie man sie sich wünscht:)
Also gibt es an der STTH 6002CW nichts auszusetzen....
Und die Einschätzung zur externen Lösung?
Funktioniert das?
 

Josef Fenk

Mitglied
15.04.2005
102
Hallo Jochen,

Du hast sorgfältig und aufmerksam gelesen und auch recht bez. dem Drain Source Spannungsanstieg im Abschaltzeitpunkt des Fets. Wären keine Freilaufdioden vorhanden, dann steigt die Drain-Source Spannung tatsächlich auf hohe Werte an, wobei die Anstiegsgeschwindigkeit sich reduziert, je höher die verteilte Kapazität zwischen dem M- Anschluß (Drain-Anschluß) gegen Masse bzw. gegen B+ ist, da diese Kapazität ja aufgeladen werden muss.
Ist eine Freilaufdiode vorhanden, so ist die Spannungsüberhöhung begrenzt auf Ub + Diodenschwellen (abhängig von I_indukt(t))+Serienwiderstand der Dioden x I_indukt(t). Je niedriger die Diodenschwelle und je niedriger die Serienwiderstände der Dioden in Flußrichtung desto geringer ist dieSpannungsüberhöhung zum Abschaltzeitpunkt des Fets. In einer Spice Simulation habe ich das heute auch mal durch gespielt.

Hallo Gregor,

Dein Kommentar
"Von dieser externen Lösung ist eh nicht viel zu halten, weil letztendlich die gesamte Induktivität (also inkl. Kabel) gilt. Es gibt ausreichend gute Dioden für das Innenleben des Curtis. Das Design des Curtis ist dabei völlig ausreichend, auch wenn andere hier gern Gegenteiliges behaupten."

Wenn das Design des Curtis völlig ausreichend ist, warum ist dann die Hauptausfallursache des Original Curtis, der Ausfall der Dioden D1 bis D5 auf der Seite des M- Anschlusses. Es gibt 2 bekannte Reparaturdienste für den Curtis in Deutschland, lt. deren Info ist tatsächlich der Ausfall der Dioden die Hauptfehlerquelle. Als nächste Fehlerquelle wird dann ein defekt an den Fets angeführt. Vermutlich als Folgefehler von defekten Freilaufdioden.
Wenn von Curtis in der Fertigung die Dioden eingebaut werden, dann kann man davon ausgehen, daß diese Dioden aus einem Fertigungslos des Diodenlieferanten kommen und sehr gut gematched sind. Wenn der Einbau auch noch für eine perfekte Symmetrie sorgen würde, sollten alle Dioden gleich belastet sein und beliebig lange halten. Erstaunlich ist aber, daß auch bereits reparierte Curtis mit neuen Dioden anscheinend wieder ausfallen mit der gleichen Ausfall Ursache.
Es zählt natürlich die gesamte Induktivität; d.h. Thrige = 836 uH + xx??? Kabelinduktivität. Welchen Wert an der gesamten Induktivität hat lt. Deiner Abschätzung die Verbindungsleitung von D1E1 des Thrige zum M+ Anschluss des Curtis? Wie stark trägt diese Leitung noch zur Belastung der Freilaufdioden bei?

MfG Josef Fenk
 

Sven Salbach

Bekanntes Mitglied
15.03.2007
9.338
46
Hannover
www.litrade.de
Oje, ich messe gerade eine der originalen alten Dioden und meine neue stth6002cw...
Dir originale sw4180r7 hat 0,3514V die dtth3002cw hat 0,3772V

Was nun??
ich habe nicht damit gerechnet das die Durchlasspannung der originalen Dioden besser ist als die der neuen....
 

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