zonneboiler controller mosfet temperatuur te hoog

Hallo,

Wij hebben een zonneboiler van het merk Regess energy.
sinds kort krijgen wij na een tijdje werking (pomp actief), een alarm met de boodschap "mosfet temperatuur te hoog".

het valt ook op dat we dit alarm enkel krijgen wanneer het toerental van de pomp lager is dan 100%. Wanneer ik de unit op manueel (100%) zet, is er geen probleem.

Ik heb zelf enkel basiskennis elektriciteit en dus geen kennis van elektronica. Ik heb echter zelf al wat opgezocht en een vrij duidelijk filmpje gevonden op youtube https://www.youtube.com/watch?v=GrvvkYTW_0k

Als ik het goed begrijp gaat het dus om de module die het toerental van de pomp stuurt.

Ik heb de controller open gemaakt en de mosfet gevonden.

Is deze dan defect of is de grondoorzaak bijvoorbeeld dat de pomp een te grote stroom trekt (aangezien het probleem zich niet voordoet op 100% zou ik vermoeden van niet)

indien het voor jullie duidelijk is dat het de mosfet zelf is, dacht ik deze zelf te proberen vervangen.
Ik heb (ongeveer) hetzelfde type gevonden op RS-online
https://benl.rs-online.com/web/p/mosfets/4857428/
Wat me wel opvalt is dat er het typenummer gelijk is maar de info eronder toch iets verschilt. Is dit een probleem?

Alvast bedankt voor jullie input.
Ik beschik over een multimeter en kan dus zeker iets uitmeten als dat nuttig is.

Mvg,
Steven

EL83

Special Member

Ik zou nog niet direct naar de print kijken maar eerst naar de pomp.
De pomp is van 2013 met waarschijnlijk toch redelijk wat draaiuren. De kans zit er dik in dat de bedrijf condensator van de pomp ver versleten is en de pomp daardoor enkel op 100% wilt lopen.

De condensator zit in de aansluitbox op de pomp.

Voorbeeldje:
https://www.allekabels.nl/condensator/7121/1315879/condensator-2f.html…

Bij mijn vader toevallig pas ook zo een wilo pomp de condensator van kapot gehad waardoor de vloerverwarming zone geen warm water meer kreeg :D

EricP

mét CE

Brak ontwerp - geen enkele vorm van koeling.

Warmteontwikkeling heeft 2 oorzaken in een dergelijke set-up: geleidingsverliezen (de weerstand bij 'aan' is nou eenmaal niet 0) en schakelverliezen (FETs zijn niet oneindig snel, zeker niet als de aansturing niet goed is. In de tijd tussen 'aan' en 'uit' loopt er stroom en er staat spanning over).

Afhankelijk van hoe goed de aansturing is (en de schakelfrequentie), kunnen de schakelverliezen wel eens een heel groot deel van de dissipatie zijn.

Als je die nou kwijt raakt (pomp loopt 100%), dan wordt er dus minder gedissipeerd.

Waarom het dan nu ellende op levert? Nou, die pomp gebruikt meer stroom dan bedoeld. Dus inderdaad, een rotte condensator, of om de een of andere reden moet de pomp harder werken.

Geen idee wat 'uitmeten' is... Modekreet voor 'meten'?
Maar... met een multimeter ga je in deze niet zo ver komen. Dit is al snel iets voor een scope. En dan ook nog aan netspanning meten vereist toch wel wat inzicht (als het 'plof' doet, dan is de schade vaak aanzienlijk, soms ook persoonlijk). Wellicht als je TRMS pomp stroom kunt meten dat je in combinatie met het typeplaatje een indicatie hebt (en ook niet meer dan dat) over het gedrag van de pomp.

Wat je wel kunt doen, is ff meten op de voedingslijnen van de PCB - met name het stuk wat de FET aanstuurt. Als de spanning daar lager is dan bedoeld, schakelt het spul beroerd en nemen de schakelverliezen dus (fors) toe. Dat zou ook een verklaring kunnen zijn.
Ook hier heb je - om het netjes te doen - een scope nodig. Maar meten op zowel DC als AC geeft een indicatie (en wederom: ook niet meer dan dat) van wat er gebeurt.

Zo uit de losse pols dus 2 mogelijke oorzaken die voor de hand liggen. Aan jou om uit te vogelen welke het is :)

Allereerst: Op zo'n mosfet staat fabrikant, typenummer, productiedatum en productieplaats. Hoe kleiner het ding, hoe meer er gecodeerd wordt en hoe lastiger het wordt om de boel te decoderen als mens.

Het ding op de site van RS is waarschijnlijk geproduceerd in week 7 van 2004 of 2014. CHN is misschien "in china geproduceerd".

Als je als feature "halfaan" hebt, dan heb je daar een mosfet voornodig: Er wordt super-snel tussen aan en uit gewisseld dat het ding het niet kan bijhouden. Als je die mosfet toch al hebt, dan is "aan" gewoon ook met dat ding te doen. Kortom, ik verwacht niet dat er nog een relais in zit waarmee ze "100% aan" mee regelen en pas voor half-aan de mosfet inschakelen: Dat kost een extra component.

Nu zijn er wel enkele redenen waarom ie bij "snel schakelen" warmer kan worden dan bij "vol aan". Maar normaliter zijn die effecten haast te verwaarlozen. Kortom, ik verwacht dat het probleem niet in de mosfet zit. Die doet het: Je kan "AAN" en "UIT" en "halfaan" werkt ook (maar wordt te heet).

Ik verwacht dat inderdaad de pomp te stroef draait waardoor de boel oververhit raakt.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

indien het voor jullie duidelijk is dat het de mosfet zelf is, dacht ik deze zelf te proberen vervangen.

Zeer waarschijnlijk is de mosfet helemaal niet defect en zal vervangen geen verschil maken. Als deze fets defect zijn doen ze of gewoon niets meer of ze liggen helemaal een sluiting. Soms is er ook zichtbare schade. Geen van drieën is hier het geval.

"mosfet temperatuur te hoog"

Het is de vraag of dit inderdaad het probleem is. Wordt fet inderdaad te heet? Hoe concludeert het apparaat dit? Zit er echt een temperatuurmeting op en werkt die meting goed?

Als ik het goed begrijp gaat het dus om de module die het toerental van de pomp stuurt.

Waarschijnlijk is dit een pwm controler. De motor wordt dan met pulsen aangestuurt waarbij de mosfet twee standen kent. Helemaal aan of helemaal uit. In de stand helemaal aan moet die mosfet een zo laag mogelijke weerstands waarde hebben. In de stand uit een zo hoog mogelijke waarde. En het schakelen tussen deze twee standen moet zo snel mogelijk gebeuren. Zo'n FET kan heet worden als er niet helemaal aan deze voorwaarden wordt voldaan.

Bij de P10RK6 is de RDS-on dus 0,58 Ohm. Bij een stroom van 2 ampere wordt er dan ruim twee watt verstookt. Als die RDS on nu ineens 1 ohm in plaats van 0,58 ohm is, is dat vermogen al vier watt. En dan wordt hij dus te heet. Omdat er weinig koelings mogelijkheden op die fet zit kan dat dus snel oplopen. In het ontwerp is dit dus iets dat nooit voor mag komen. In de uitstand van de MOSFet geld een soortgelijk verhaal. Gaat de FET niet helemaal uit dan blijft een beetje stroom lopen en blijft er dus warmte gemaakt worden.

Verder moet die fet zo snel mogelijk aan en uit kunnen. Dan doorloopt de fet het hele eind van 0,58 ohm naar oneindige hoge weerstand. Gebeurt dit te langzaam dan wordt er enorm veel warmte in de fet gegenereerd.

Er is een zeer kleine mogelijkheid dat de fet zelf beschadigt is en niet helemaal lekker meer schakelt. In dat geval zou vervangen een optie zijn. De kans is groter dat de aansturing van de fet niet helemaal tof meer is. Te langzaam schakelen zou door bijvoorbeeld een defecte condensator kunnen komen. Maar ook het niet helemaal open of dicht schakelen zal niet helemaal goed kunnen gaan door iets in het voorgaande circuit. Vaak is dat voorgaande circuit een of andere chippie van IRf dat werkt met een z.g. ladingspomp of het stapelen van condensatoren. Daar zitten wat condensatoren in die ziek kunnen kunnen en dit veroorzaken.

Er is nog een derde mogelijkheid en die is dat jouw waterpomp in de zonneboiler zwaarder is gaan lopen door bijvoorbeeld kalkaanslag. Je pwm module moet dan vooral bij lagere toerentallen veel beter zijn best doen om de pomp rond te krijgen. En dat moet dan door het lage toerental in een ongunstig deel van het werkingsgebied van de controler. Met als gevolg warmte.

Ik ben helaas bang dat jouw probleem wat ingewikkelder ligt dan een defecte fet. En dat je met het vervangen van die fet de module stuk repareerd of dat het gewoon niets uithaalt. Om hier de daadwerkelijke storing te kunnen vinden is een scoop noodzakelijk. En dat moet dan een een dure zijn met net-geïsoleerde ingangen of juist een ouderwetse die wat hogere spanningen kan meten. Bij die laatste moet je dan wel heel goed opletten hoe je gaat meten. Anders komt de rook er uit. En die kan in het slechtste geval ook uit jou komen. Met alleen een multimeter kun je in dit soort gevallen niet veel helaas.

Wat me wel opvalt is dat er het typenummer gelijk is maar de info eronder toch iets verschilt. Is dit een probleem?

Die andere getallen zijn productie datums en codes.

De pomp op de foto werkt op wisselspanning (230VAC).
Een mosfet kan alleen werken met gelijkspanning.
Het lijkt me sterk dat deze mosfet iets met de pomp aan de hydroliekzijde te maken heeft.
Dat soort pompen draaien meestel op een vast toerental die bij de installatie op de pomp zelf wordt ingesteld.

Peter112

Special Member

de 220kohm weerstand naast de mosfet zit ook niet lekker in de soldeer aan de rechterkant.

over de pomp, kan brak zijn of zoals gezegd condensator niet lekker.

EricP

mét CE

De pomp op de foto werkt op wisselspanning (230VAC).
Een mosfet kan alleen werken met gelijkspanning.

Brugcel met de wisselspanningskant in serie met de load en de gelijkspanningskant kortsluiten als pompje moet lopen. Bij dergelijke vermogens prima werkbaar. Charmant? Mwah. Maar werken doet het wel.

hennep

Golden Member

Die Pomp verbruikt maximaal 65W indien nog helemaal OK.

65W / 230V = 0.28A

De mosfet heeft volgens de datasheet de volgende eigenschappen:
Vdss: 600 V
RDSon < 0.75 ohm

Dan blijft de mosfet bij de maximale belasting van de pomp nog ruim onder het vermogen om daar een koelplaat te monteren:

0.28 A * 0.28 A * 0.75 ohm = 0.06W

Als die mosfet werkelijk de pomp aanstuurt dan is de pomp zelf waarschijnlijk het probleem. Voel eens hoe warm de pomp wordt als de melding weer wordt getoond, misschien lopen de lagers te zwaar en wordt de pomp daar warm van.
Kun je een paar duidelijke foto's van beide zijden van de print maken waarop printbanen gevolgd kunnen worden en de onderdeelnummers gelezen kunnen worden. Dan kan misschien iemand helpen het werkelijke probleem te vinden.

Op 28 februari 2021 08:55:54 schreef stevenvdr:
...Ik beschik over een multimeter...

Kun je daar capaciteit mee meten?
Probeer eens om de 2uF condensator aan een zijde los te maken en te meten.

KGE

Golden Member

Mosfet en AC kan prima samen je moet alleen een brugcel er voor plaatsen (brugcel in serie met je belasting, mosfet over + en -) op de foto is ook een brugcel te zien. Lijkt aan de kleine kant maar ja, motortje is maar 65 Watt max.
Geen idee overigens hoe de temperatuur gemeten wordt, zit er ergens een NTC of andersoort temperatuursensor op de print (achter de mosfet bijv.)?

hennep

Golden Member

Op 28 februari 2021 11:11:21 schreef KGE:
zit er ergens een NTC of andersoort temperatuursensor op de print (achter de mosfet bijv.)?

Ik verwacht een shunt tussen mosfet en gnd.

reactie op hieronder:
Die schakelverliezen zullen invloed hebben als je dicht bij max vermogen zit, en met max vermogen bedoel ik hier voor een ongekoelde TO220. Verwacht je dat het invloed heeft bij een mosfet van 35W die maar 60mW wordt belast?
("een ongekoelde TO220", wat was de vuistregel ook alweer? 1W of 1A)

Ik vind het absoluut geen brak ontwerp. Hoeveel reparaties zie je hier voorbij komen waarbij de mosfets je om de oren zijn gevlogen. Hier wordt vroegtijdig een melding gegeven dat de mosfet mogelijk te warm wordt. Klasse!

EricP

mét CE

@hennep: je berekening rammelt. Je vergeet de schakelverliezen.

Nogmaals, indien goed aangestuurd, dan hoeft dat niet zo ruig te zijn. Maar indien niet... (er loopt toch maar 0.28A RMS...).

Daarnaast: als je gaat PWMen, dan is die stroom hoger. Een beperkt deel van de tijd, dat wel. Maar aangezien vermogen in die FET iets van I2R is, tikt dat best hard aan.

Bedankt allemaal voor de vele en snelle antwoorden. (de een al wat begrijpelijker als het andere voor een leek als mezelf :) )

Ondertussen begrijp ik er nog iets minder van want gisteren heb ik geen enkel alarm gekregen terwijl dit probleem de vorige twee weken elke dag voorviel.

Het enige wat ik gedaan heb is controller eens open gevezen en terug toegedaan. alsook een instelling van minimum startwaarde voor pomp aangepast (die zelf niet overnomen lijkt te zijn want ik zie nog altijd percentages lager dan die ingesteld waarde).

Ik wacht op dit moment dus even af. ALs het zich opnieuw voordoet ga ik allesins eerst de condensator van de pomp bekijken/vervangen aangezien dit (voor mij alleszins) het makkelijkste is.

EL83

Special Member

Op 1 maart 2021 09:48:11 schreef stevenvdr:
Ondertussen begrijp ik er nog iets minder van want gisteren heb ik geen enkel alarm gekregen terwijl dit probleem de vorige twee weken elke dag voorviel.

Toevallig een aardig zonnige dag met veel draaiuren van de pomp?

Zo ja, zeer waarschijnlijk condensator defect.
Bij een defecte condensator doet zich een apart fenomeen voor, hoe warmer deze wordt hoe beter deze functioneert.

Vandaar dat apparatuur met kapotte condensatoren ook vaker pas bij de eerstvolgende koude start er mee kapt.

hobby-ist

Honourable Member

Ik zou sowieso de 3 stuks solderingen van de mosfet nasolderen met flux en/of goede soldeertin totdat de verbindingen weer glanzen.
Gewoon doen.
Volgens mij zitten deze pootjes gewoon los...

Ik zie geen gehele foto van de print.
Heel vaak zijn ook condensators gaar, zoals mijn voorganger hier al hebben benoemd.

Er ist wieder da...