AIXUN T3A problēma. Skaidrojums

Forumos var lasīt diezgan daudzas versijas, kur slēpjas AIXUN T3A pamatproblēma. 

Problēmas simptomi:

a. lodējot sazemētas PCB, stacija uzrāda skarbu temperatūras Overshoot katru reizi, kad ar lodāmuru pieskaras PCB (software versijām līdz 1.33), uzrāda korektu/stabilu temperatūru (versijām 1.34 un 1.35), bet visos gadījumos - ir skarbs reālais temperatūras Overshoot, kas viegli sasniedz +200+oC (uzgaļa temperatūra sasniedz 500+oC pie uzstādītās 300oC);

b. uz lodāmura uzgaļa (attiecībā pret GND) novērojami sprieguma pīķi līdz 1V (p/p); sazemējot uzgali, iespējams sasniegt pat 2A (p/p) un pat lielāku strāvu.

Kas gan nogājis greizi šai lodēšanas stacijai?

Lūk, attēlā redzams: 

a. kreisajā pusē, vidū - lodēšanas uzgaļa pieslēgums;

b. attēla augšpusē: esošais risinājums;

c. attēla apakšpusē - korekts risinājums.

Lodēšanas uzgaļa pieslēgums:

1 korpuss, sildelementa ''mīnuss'';

2 sildelementa ''pluss'';

3 termopāra ''pluss''. Termopāris pieslēgts pie korpusa (kontakta 1).

Esošais risinājums.

a. kopējais sazemējuma zvaigznes punkts A izveidots lodēšanas stacijā, netālu no ievada;

b. lodēšanas uzgalis iezemēts ''cieti'', t.i.: savienots ar Mains GND savienojumu;

c. termopāra pieslēgums veidots nesimetrisks, t.i.: vienkārši pievadot termopāra signālu uz OPampa pastiprinātāju, no tā - uz MCU temperatūras stabilizēšanai.

Problēmas esence: kad MCU dod komandu ieslēgt sildītāju, caur SW (MOSFET slēdzis) tiek padots 24V DC spriegums uz sildītāju, tā pieslēgumu C. Sildītāja Rint ir ap 3 Ohm, kas nozīmē - caur to plūst ap 7A (peak) stipra strāva. Šī strāva veido sprieguma kritumu ''zemes'' savienojumā, starp punktiem A un B. Reāli mērījumi uzrāda, ka sprieguma kritums ir ap 1V (p/p). Šāds U kritums nozīmē vadu pretestību (posmā A uz B) ap 0.15 Ohm. Adekvāta/ticama vērtība. Šis 1V peak spriegums tiek ''inducēts'' lodāmura uzgalī.

Temperatūra tiek mērīta brīžos, kad SW ir aizvērts. Termopāra EDS ir daži desmiti mV, ja t=300oC.

Gadījumā, kad ar lodāmura uzgali pieskaras sazemētai PCB (vēl vairāk - citā GND punktā sazemētai PCB), caur ķēdi A/B sāk plūst strāva, kas veidojas dēļ dāžadu GND punktu (zemes cilpu) veidošanās. Pat 10mA strāva veido ap 1.5mV sprieguma (jeb pārdesmit oC) deltu/kļūdu temperatūras mērīšanā.

Turklāt, šie lodāmura uzgalī inducētie 1V peak (attiecībā pret GND) ar lielu strāvas spēju bojās visus aktīvos elementus (diodes, tranzistorus, IC), ja tie būs uz sazemētas PCB.

Jā, šis ir konceptuāls fail, ko nevar atrisināt ar software.

Puskorekts risinājums. 

Puskorektā risinājuma ietvaros posmā no ienākošā GND uz plates GND tiek ievietots ''atdalītājs'', attēlā D. Attiecīgi, ienākošais GND tiek ''cieti'' pievienots tikai korpusam. Elektronika tiek atdalīta no GND ar:

a. vienkāršākajā gadījumā - 100..330R/1W not flammable;

b. advancētāk: 100..330R/1W not flammable + paralēli 1600W 24V simetriski supresori, 2..3 pcs paralēli.

Šāds risinājums radikāli samazina papildus strāvas (posmā A/B) plūšanu. 1V peak (lodāmura uzgaļa U peak) radīs tikai 2..5mA strāvu cauri diodei/tranzistoram, kas ir ielodēti sazemētā PCB un radikāli samazinās Overshoot problēmu.

Korekts risinājums.

Korekts risinājums paredz divas fundamentālas atšķirības:

a. GND zvaigznes punkts tiek veidots pie lodāmura uzgaļa;

b. temperatūras mērīšanai tiek izmantots diff pieslēgums. Papildus - diff pieslēgums nodrošinātu OPampa korektu darbību arī brīžos, kad uzgalis tiek sildīts.

Problēma: no lodāmura uzgaļa jāvelk vēl papildus 2 vadi, nepieciešami vēl 2 papildus kontakti konektorā. Šis risinājums ir jāveic ražotājam viņa ''pusē''.

Nobeigumā. Es īsti nesaskatu vajadzību pēc ''cietas'' lodāmura uzgaļa sazemēšanas. Drošībai? Ok, bet kāda drošība sanāk, ja realitātē GND (pret ''īstu zemi'') nereti sasniedz vairākus desmitus VAC (un pat standarti pieļauj šādu lielu potenciālu)? Vēl vairāk - dēļ GND cilpām starp lodāmura uzgali (pat korektajā slēgumā) un iezmētu PCB var plūst liela strāva. Jā, ar t stabilizēšanu viss būs kārtībā, bet ''paliekošā'' strāva plūdīs! 

Ja jāizvēlas man, es izvēlos ''maigu'' lodāmura uzgaļa iezemēšanu: caur supresoriem + R. Šis nodrošina korektu statiskā potenciāla novadīšanu, drošību pret lieliem potenciāliem PSU bojājuma gadījumā.

Piezīme: protams, korektam risinājumam - fuse jābūt abos (0 un F) ievados!