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Umbau SSE-Flipper von Transistor auf MOSFET


Uffi33
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Hallo Flipperfreunde,

heute mal keine LED-Boards, sondern großer Mist beim SIMPSONS von DATA EAST.
Vorab schon mal ein Fehler in den Unterlagen - da hatte ich schon den ersten dicken Hals:

1014282269_Coil1.jpg.6b60e3c6e5b5aa69bb68ef1f9a778780.jpg

Ich hab das mal berichtigt. Ob ich jetzt alle Böcke gefunden habe...? Ansonsten bitte korrigieren!
Das war ja noch nicht ganz so schlimm - richtig derbe wurde es erst, als ich anfing, die Special Solenoid Driver wegen Defekt zu tauschen.
Aus bisher unergründlichen Umständen hatte es 4 Treiber auf einen Schlag zerrissen, alle 3 Bumper-Spulen sind abgeraucht und die Target-Spule stand unter Dauerfeuer.
Diese hat es scheinbar nur überlebt, weil das "Mädel" etwas dicker ist, als die der Bumperspulen und daher wohl einen höheren Widerstand hat.
Aber damit noch nicht genug ... den R14 (68 Ohm) hat´s auch mit entschärft und bis zur Unkenntlichkeit verbrannt. Das PCB sah entsprechend aus...schön schwarz!
Da war richtig was faul und es stank buchstäblich zum Himmel (nach Ampere). Die Wahrscheinlichkeit, dass es gleich (fast) 4 Spulen auf einmal zerreißt, ist äußerst gering.
Also habe ich mir zusammen mit meinem Freund Dipl. Ing. / Ing. Uli aus Frankfurt/Oder mal die Ansteuerung vorgenommen... https://cdn.jsdelivr.net/joypixels/assets/6.5/png/unicode/64/1f648.png
Wir haben in 2 Stunden Dauertelefonat das Schaltbild in LTspice rein gehackt und simuliert und es zeigten sich erhebliche Mängel, denn...
...bei jedem Schaltvorgang kriegt der SN7402 einen rückwärts auf den Deckel und seine interne Schutzschaltung springt an, die die Ausgänge schützt!
Die Widerstände R13 ... R18 gehören nicht in den Kollektor-Strang, sondern (wenn überhaupt) zwischen den Emitter des 2N4401 und die Basis vom TIP122.
Der 2N4401 soll als Stromverstärker fungieren aber nicht so, Freunde!

1275960819_SpecialSolenoidDriver.jpg.e604ed2814c9dc3a8d2a185e83aaf7d8.jpg

Naja...hat ja wohl mal funktioniert... also hab ich alles raus geschmissen, was defekt war. Inklusive 2x SN7402 plus das ganze andere Gedöns...
Anschließend Testlauf... und rumms... hat´s den nächsten SN7402 + diverse Transen + R15 gekillt.
Danach hatte ich die Backen dick - RAUS mit dem ganzen Scheiß und auf MOSFET umbauen. Wie, seht ihr im oberen Teil derGrafik.

Teil 2 der Umbauten des Data East auf Mosfet (betrifft genauso auch Williams Sys3...Sys7) Lampensteuerung:

nicht genug damit, dass die Spulentreiber (+ Spulen) abgeraucht sind.
Nein... auch das Board hat´s Höhe der Lampdriver nach LED-Umbau schööön knusprig gebraten!
Zurück zu führen ist das Ganze auf eine Fehlkonstruktion, die auch mit damaligen Mitteln besser zu lösen gewesen wäre.
Aber darauf will ich hier jetzt nicht weiter eingehen, sondern Euch lieber erzählen, wie Ihr für alle Zeiten das Problem lösen könnt.
Vom Umbau auf MOSFET war ja hier im Forum schon öfter zu lesen - leider aber auch nur halber Kram, weil die FET´s hart an ihrer Grenze betrieben werden.
Im Plus-Strang der Lampensteuerung nur den TIP42 gegen einen MOSFET zu tauschen, reicht leider nicht, sondern die Gate-Spannung muss runter!
Beim Williams mag das mit viel Glück noch funktionieren - beim Data East leider nicht, denn die 18VDC der Lampen können auch mal fix auf 20V hoch laufen
und dann war´s das für dem MOSFET.
Deshalb hier meine Empfehlung, die ohne Änderung auch für Williams übernommen werden kann:
731251157_LampColumnDataEastneualt.jpg.cb6662c587be94e7c78b85f4c1ad8a06.jpg

In die Kollektor-Basis-Strecke zwischen den 2N6427 und dem Knotenpunkt R31-R38 + dem 2,2k kommt ein zusätzlicher 2,2k-Widerstand rein,
der zusammen mit dem vorhandenen 2,2K einen Spannugsteiler bildet und somit die Gate-Spannung für den MOSFET um die Hälfte senkt (etwa 10V).
Damit wird auf der einen Seite der MOSFET am Gate nicht im Grenzbereich betrieben und andererseits voll durchgesteuert.
Das Ende vom Lied ist, dass alle Bauteile (auch die NPN-Transistoren im Minus-Strang und deren 3W-Widerstände) absolut kalt bleiben.

Damit hat die Grillparty auf dem CPU-/Driverboard dann für alle Zeiten ein Ende.
Abschließend noch ein paar Fotos vom Umbau - Zuerst von den Spulentreibern (Special Solenoids):

IMG-20220420-WA0014.jpg.a8e3afcd8bea65372b561601699b008f.jpg

So sieht das im Original aus.

IMG-20220421-WA0000.jpg.dacbc5358219693c70086e6c40b5f002.jpg

...und so nach dem Wechsel auf MOSFET. Alle Widerstände, Vortreiber- und Treiber-Transistoren raus und 1x 10k-Widerstand und MOSFET rein - fertig.

Nun noch zum Lampdriver im Plus-Strang (Column)

1. den zusätzlichen 2,2k Widerstand einbauen:

20220422_125323.jpg.3cb1a894a67e87bbda4853cb9ce0b3bb.jpg

den Leiterzug zwischen dem Kollektor vom Darlington (2N6427) und R31-38 auftrennen.

20220422_130031.jpg.438c87f3ff97c8ed3ad1569c92b10539.jpg

dann den 2,2k-Widerstand einlöten. Ich hab SMD 1206 (1/4W) dazu genommen.
Jeder andere Widerstand geht auch.

20220422_131853.jpg.c408cfc8902b4dc3a7c26ea539af86bb.jpg

2. die TIP42 raus und die IRF4905 (oder jeder x-beliebige P-MOSFET mit möglichst kleinem RDS on) rein.
Erledigt - die ganze Bude bleibt kalt und es wird nix mehr geröstet.
Viel Erfolg beim Umbau
image.gif.4baddc476fcb0abe29a01268415a1db0.gif

LG - Ulf image.gif.225ae05e091f17240d6163f246d0d31a.gif

PS:
die 27 Ohm-Widerstände sind eigentlich dann auch überflüssig und können theoretisch durch Drahtbrücken ersetzt werden,
denn (wie wir ja alle wissen...oder auch nicht) ist ein MOSFET...
1. spannungs- und nicht stromgesteuert, wie ein Transistor das ist und
2. ist der MOSFET am Gate (Steuerpin) extrem hochohmig, sodass der Darlington-Vortreiber (2N6427) nicht belastet wird.
Dieser kann (muss aber nicht zwingend) durch einen normalen Transistor ersetzt werden.
Aber das nur nebenbei...

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