Problem bei Stromregelung (DCG)

[NRicola]

Hallo zusammen,

ich habe ein Problem mit meiner DCG. So sieht sie aus:
16bit-Version
inkl. Bugfix2-Platine
Verbund mit DCP
Firmware DCG 2.91; probehalber auch mal die C-Firmware nach aktuellstem Stand

Nach erfolgreichem Aufbau lief sie einige Monate lang ohne Meckereien. Bei einem x-beliebigen Einschalten (ich bin mir fast sicher in der Zwischenzeit nichts am gesamten c't-lab gemacht/verändert zu haben) gibt es folgendes Verhalten:

-Bei offenen Anschlüssen funktioniert alles tadellos, Spannung lässt sich bis 30V hochdrehen, korrekte Umschaltung auf zweite Spannungsstufe, Spannung liegt auch tatsächlich an.

-Beim Abgreifen des Safts spinnt die Stromregelung so:
--Bei eingehängtem 10k-Widerstand wird der Strom trotz Default von 20mA bereits von 5V auf rund 4,8V herabgeregelt, um einen Strom von rund 500µA nicht zu übersteigen.

--Bei Erhöhen oder Absenken der Strombegrenzung auf Werte verschieden von 20mA ändert sich an dem Zustand nichts; es wird immer Herabgeregelt. Allerdings in eigenartiger Weise. Hier mal eine Tabelle von eingestelltem Maximalstrom und dadurch resultierender Endspannung (gerundet) bei eingestellten 5V:

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	  0mA 0V
	 10   2,5V
	 20   4,8V
	 30   2,6V
	 40   2,8V
	 50   3,1V
	100   4,2V
	130   4,9V
	140   5,0V
	200   5,0V

Bei >200mA ändert sich nichts mehr. Aber der bis dahin korrekt angezeigte Strom wird auch hier schwammig: er schwankt zwischen 120mA (jawohl, Milli-A) und 380mA.
Die Spannung liegt bei allen Zuständen korrekt an.

--Ein Herabsenken der Spannung bringt nur halben Erfolg => es wird dann zwar nicht wirklich mehr die Spannung runtergeregelt, aber die Strom-LED (PM8) leuchtet weiterhin. Lediglich in einem Bereich von 0-3V geht auch sie aus und die U-LED leuchtet. Der Strom wird korrekt angezeigt.

--Ein Erhöhen der Spannung hat keine Auswirkung => Herabregelung auf 4,8V.


Nachdem ich nun viele Tage nach dem Fehler gesucht habe, sind vor allem folgende Sachen aufgefallen (jeweils gemessen gegen AGND):

-U7/LTC1655 (Pin7):
--Er stellt eine Spannung von 0-4V korrekt für die Soll-Spannung bereit.
--Spannungsbereiche für Strom für folgende eingestellte Maximalströme

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      0-  2mA: -7mV bis 850mV
    2,1- 20mA:  2,8mV bis 80mV
   20,1-200mA: -5mV bis 3,2mV
  200,1-  2A : -5,6mV bis 4,8mV

-U12/DG509 (Pin9):

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  0-1,9mA: 0mV bis 200mV (nimmt also linear zu)
2,0- 20mA:  -8mV bis 16mV
>20,1: bleibt bei -8mV

-U10/LF411 auf Bugfix-Platine
--Spannungsdifferenz zwischen Pin2 und Pin3 immer 0V
--Pin6:

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     0-   2mA: 2,96V bis 2,04V
   2,1-18,9mA:  2,76V bis 1,84V
  18,9-19,0mA: 1,84V auf -0,56mV
  19,0- 130mA: -0,56mV bis -0,96mV

Beim Abziehen der Bugfix-Platine bleibt die Stromregelung freilich aus.
(einen Offset meines Oszis kann ich nicht ausschließen.)

Ich habe unterdessen folgende Bauteile mal ausgetauscht und als funktionstüchtig deklariert:
U7/LTC1655
U9/LF412
U10/LF411
U12/DG509

Wäre wirklich super, wenn hier jemand einen Anhaltspunkt sehen würde, woran dieser Fehler liegen kann.

Viele Grüße
Enrico

[psclab38]

Hi Enrico,

erstmal willkommen im Forum!

Nach erfolgreichem Aufbau lief sie einige Monate lang ohne Meckereien. Bei einem x-beliebigen Einschalten (ich bin mir fast sicher in der Zwischenzeit nichts am gesamten c't-lab gemacht/verändert zu haben) gibt es folgendes Verhalten:

-Bei offenen Anschlüssen funktioniert alles tadellos, Spannung lässt sich bis 30V hochdrehen, korrekte Umschaltung auf zweite Spannungsstufe, Spannung liegt auch tatsächlich an.

Das ist ja schon mal ein guter Anfang.

Ich denke, Du hast die Baugruppe trotzdem schon mal genau auf Lötfehler kontrolliert. Die können sich evtl. auch erst nach einiger Zeit zeigen. Ansonsten: erstmal die Betriebsspannungen von allen beteiligten ICs checken, bevor wir ins Detail gehen.

-U7/LTC1655 (Pin7):
--Er stellt eine Spannung von 0-4V korrekt für die Soll-Spannung bereit.
--Spannungsbereiche für Strom für folgende eingestellte Maximalströme

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      0-  2mA: -7mV bis 850mV
    2,1- 20mA:  2,8mV bis 80mV
   20,1-200mA: -5mV bis 3,2mV
  200,1-  2A : -5,6mV bis 4,8mV

Sehr irritierend, hast Du das am Oszi abgelesen (das Signal ist ja gemultiplext)? Der Pegel muß in allen Bereichen den gleichen Wertebereich überstreichen. Meß mal an Pin1 U9a (nicht an R33!), ob Du da auf die gleichen Ergebnisse kommst.

-U12/DG509 (Pin9):

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  0-1,9mA: 0mV bis 200mV (nimmt also linear zu)
2,0- 20mA:  -8mV bis 16mV
>20,1: bleibt bei -8mV

Speise mal extern einen Strom in OUT- ein und kontrolliere, ob die entsprechende Spannung vom jeweiligen Shunt auch genauso am Pin3 U10 ankommt.

-U10/LF411 auf Bugfix-Platine
--Spannungsdifferenz zwischen Pin2 und Pin3 immer 0V

Das ist gut.

Grüße
Paul

[NRicola]

Hallo Paul,

danke für die schnelle Antwort.
Nach deiner Anregung habe ich mir also nochmal den LTC1655 näher angeschaut und bin nach einiger Zeit zu dem Schluss gekommen, dass es eigentlich nur ein Software-Problem sein kann. Denn immerhin funzt er ja für den Spannungsbereich.
Und tatsächlich war es dann auch so. Offensichtlich hatte ich zuvor doch irgend etwas an der DCG gemacht, anders ließe sich's nicht erklären:
Die Kalibrierung war nicht richtig. So haben falsche Parameter zu einem eingeschränkten Wertebereich für den Strombereich geführt.
Jetzt tut wieder alles.

Wenn man bedenkt, wieviel Zeit man für die Analyse eines solchen Problems braucht und wie trivial die Lösung dann sein kann, kann man manchmal nur noch den Kopf schütteln...

Viele Grüße
Enrico

[ompf]

Wenn man bedenkt, wieviel Zeit man für die Analyse eines solchen Problems braucht und wie trivial die Lösung dann sein kann, kann man manchmal nur noch den Kopf schütteln...

Das schöne bei derartigen Problemen ist, dass (logisches) Nachdenken eigentlich immer zum Ziel führt. Ist ja leider nicht überall im Leben so.


Gruß
Patrick

[Marcel]

Wenn man bedenkt, wieviel Zeit man für die Analyse eines solchen Problems braucht und wie trivial die Lösung dann sein kann, kann man manchmal nur noch den Kopf schütteln...

Ich hab letztens den Vogel abgeschossen was triviale Fehler angeht. SD-Karte an nem MEga644 wollte nicht richtig, gab nur 2 statt 3,3V Pegel aus, womit der AAtmel natürlich nix anfangen konnte. Lösung: Spannungsversorgung nicht angeschlossen, die Karte hat sie ihre Spannung vom CS geholt, wo die Spannung dank Spannungsteiler eingebrochen ist auf eben jene 2V ...