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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Gleichrichter KBU6G explodiert


Autor: Gregor (Gast)
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Hallo

Ich hab ein SPS9540 von ElV, und verwende es nun schon seit 1 1/2 Jahren 
ohne Probleme größenteils für Leistungsanwendungen ab 600W bis zu den 
maximalen 1000W.
Das Netzteil hat auch die ganzen 1 1/2 Jahre ohne Probleme funktioniert. 
Ich habe es damals aus einem Bausatz zusammengestellt.
Das Netzteil ist nach dem Prinzip eines Vollbrücken Gegetaktwandlers 
aufgebaut.
Heute hab ich wieder einmal Leiterplatten selbst ätzen wollen. Ich hab 
mir selbst eine Heizung für das Entwicklungsbad und die Ätzlösung 
entwickelt und bis jetzt auch immer das Netzteil für das Aufheizen 
angeschlossen. Es funktionierte immer prima.

... Bis Heute

Ich war also gerade bei aufheizen, und stand gerade sehr nahe beim 
Netzteil als ich einen sonderbaren Geruch wahrgenommen habe. Zu dem 
Zeitpunkt lief das Netzteil aber noch und gab auch noch Strom am Ausgang 
ab. Ich hab das Netzteil dann sicherheitshalber abgeschaltet und ein 
paar Minuten gewartet und wieder eingeschaltet. Den satten und lauten 
Knall wenn sich 230V in einem Halbleiter entladen, werd ich so schnell 
nicht mehr vergessen. Durch die Lüftungsschlitze im Gehäusedeckel konnte 
man an der Stelle wo sich der Gleichrichter befindet einen schönen 
hellen Blitz sehen.

Ich hab dann das Gehäuse geöffnet und den Gleichrichter inspiziert. Er 
war zu größten Teil verschmort, an einer Ecke hatte er einen kleinen 
Explosionskrater.

Nach der ersten Explosionsspurensuche an anderen Bauteilen, scheint 
alles andere bis auf den Gleichrichter heil geblieben zu sein, genaueres 
werden erst einige Messungen bringen.

Jetzt meine Frage an euch: Kann es so einfach passieren dass ein 
Gleichrichter in einem Schaltnetzteil mit nahezu 100 Betriebsstunden 
plötzlich so aus heiterem Himmel explodiert und sich verabschiedet. Oder 
hat womöglich die Alterung von Elkos damit etwas zu tun.
Ich bin vorerst ratlos, wie das passieren hat können. Hoffe einer von 
euch kennt sich mit sowas aus.

Lg Gregor

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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solange der maximale strom nicht überschritten wird dürfte das 
eigentlich nicht passieren. ist der gleichrichter auf einem kühlkörper 
montiert? vielleicht war die wärmeleitpaste nicht die beste oder wenn 
überhaupt nur sehr spärlich vorhanden? da hab ich bei den 
leistungstransistoren in pc-netzteilen und bei einem dvd-player schon 
das haareraufen bekommen. miss mal nach ob noch mehr kaputtgegangen ist. 
evtl. ist der gleichrichter als opfer gestorben.

Autor: mhh (Gast)
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Die Brücke ist für das Gerät unterdimensioniert. Da muss was stärkeres 
rein.
(Ich gehe davon aus, daß diese Gleichreichterbrücke die 230V 
gleichrichtet für die Primärtaktung)

Autor: special swine flu (Gast)
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Heute hast du die Stromgrenze gesprengt ---Bummm...du konntest es ja 
'riechen' ;-)

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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hmmm mal rechnen... 6A 230V sind 1380W. sollte eigentlich reichen. ist 
zwar grenzwertig bei 1kw maximalleistung, sollte die aber aushalten.

Autor: Gregor (Gast)
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Hallo

Ja der Gleichrichter ist für die Primärgleichrichtung von der 
Wechselspannung. Am Ausgang hat der Gleichrichter dann ca. 410V 
Gleichspannung und die geht dann über die Siebelkos direkt auf die 
Leistungsendstufe. Hoffentlich ist die nicht kaputtgegangen !  Ja der 
Gleichrichter ist auf einem Kühlkörper montiert. Ob genug Wärmeleitpaste 
vorhanden ist weiß ich jetzt nicht. Jedoch lief das gerät gerade mal 
10Minuten bis es zu stinken begonnen hatte.

Bzgl. Unterdimensionierung:  Ich hatte mir schon gedacht, dass die Leute 
von ELV wieder an der falschen Stelle gespart haben. Ich war vor einigen 
Jahren wirklich noch überzeugt von deren Produkten. Doch mittlerweile 
habe ich die allgemeine Meinung "ELV Produkte sind zum größten Teil 
Schrott" übernommen. Solange man sich nur Bausätze wie einen RS232-->USB 
Umsetzer kauft, geht es ja noch aber bei so Geräten wie einem 
Schaltnetzteil fällt das offensichtliche Unwissen der dort arbeitenden 
Techniker schon schwerer ins Gewicht

Lg Gregor

Autor: mhh (Gast)
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Ohhh bitte, Ben...
Das sollte man Dir nicht mehr erklären müssen, oder?

Autor: Gregor (Gast)
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@ Ben

So einfach darfst du dir die Rechnung nicht machen:

1000W sind Ausgangsleistung
85% Wirkungsgrad bei Vollast
15% Verlust = 150W Verlustleistung. Die Muss aber auch über den 
Gleichrichter

Damit haben wir 1000+150 = 1150W.

1150W sind schon sehr grenzwertig.
Die sog. Inrush- Current beim Einschalten in die leeren Elkos hat dem 
Gleichrichter dann noch den Rest gegeben.

Jetzt gibt es noch zu bedenken dass es sich um Wechselsspannung handelt. 
Da sollte man sicher mehr Freiraum nach oben lassen als läppische 200W.

Lg Gregor

Autor: mhh (Gast)
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Bei Brückengleichrichtern wird der (leider) ehemalige Datenblattwert 
"periodischer Spitzendurchlassstrom" ausgenutzt. D.h. bei 6 A 
Gleichstrom durch dieses Teil hebt es den Deckel noch viel eher.

Autor: Gregor (Gast)
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Das lustige ist ja, dass das Gerät mit einer 6A Sicherung träge 
abgesichert ist. Das ist diesem Fall ja viel zu hoch oder? denn für die 
Steuerschaltung werden max 200mA abgezweigt

Autor: Gregor (Gast)
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Das komische ist ja, dass es bis jetzt noch nicht explodiert ist ??

Autor: mhh (Gast)
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Die Sicherung ist schon in Ordnung so. Die soll ja nicht bei einer 
leichten Überlastung (sollte bei einem geregelten Netzteil nie Auftreten 
dürfen), sondern bei einem Gerätedefekt ansprechen.

Autor: Gregor (Gast)
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Die Sicherung hats natürlich auch demensprechend zerstört. Sie ist nicht 
nur duchgebrannt sondern auch das Glasröhrchen der Sicherung ist 
zersprungen.

Autor: Max V. (maxv)
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Wenn du das sehr häufig am Limit betreibst, kann das schonmal passieren, 
soltle zwar nicht, kann aber!.

Die Elkos direkt hinter dem Gleichrichter würd ich an deiner Stelle auch 
gleich mittauschen, da die bei so Gelegenheiten durchaus was auf die 
Ohren bekommen. Davon müssen die zwar dann nicht unbedingt jetzt 
vollkommen hinüber sein, aber dann sitzte halt in 3Monaten wieder dran 
und tauscht sie dann.

>Am Ausgang hat der Gleichrichter dann ca. 410V Gleichspannung

Datenblatt sagt beim KBU6>G< DC Reverse Voltage: 400V!

Also wenn ich sowohl dich als auch das Datenblatt richtig verstehe, dann 
kann das eigtl. gar nicht gut gehen auf Dauer!

Auch wenn ich dachte, dass beim 230V gleichrichten ~325V rauskommen...

Autor: special swine flu (Gast)
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Was passiert in der Industrie ? ProduktionsAnlage laeuft bis Freitag 
Nacht.
Am Montag beim erneuten Einschalten macht es haeufig '' Bumm ''.
So ist das eben...warum ist die Banane krumm ?

Autor: Gregor (Gast)
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Max V. schrieb:
> Am Ausgang hat der Gleichrichter dann ca. 410V Gleichspannung
>
> Datenblatt sagt beim KBU6>G< DC Reverse Voltage: 400V!
>
> Also wenn ich sowohl dich als auch das Datenblatt richtig verstehe, dann
> kann das eigtl. gar nicht gut gehen auf Dauer!

Die 410V hab ich aus Schaltungsbeschreibung des Netzteils. Ich glaube 
mich zu Erinnern das auch einmal nachgemessen zu haben, und es waren 
auch ca. 410V an den Siebelkos abzugreifen.

Welchen Gleichrichter würdet ihr mir für die Reparatur empfehlen ?

Autor: mhh (Gast)
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Einen für 12-25 A, 600 oder 800 V. Wenn er mechanisch anders ist dann 
mit 2,5 mm² Drähten zur Leiterplatte verbinden.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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hmm, die 410V sind eine typische ausgangsspannung für eine aktive PFC. 
so wie sie bei der leistung auch vorgeschrieben ist. wäre möglich, daß 
daran etwas kaputtgegangen ist. aber das muß der threadstarter messen. 
und wie ich bereits sagte - der gleichrichter ist grenzwertig 
dimensioniert, aber es muß einen grund geben wieso der erst jetzt nach 1 
1/2 jahren betrieb hochgeht und nicht in den ersten 10 minuten. die 
kondensatoren im primärteil würde ich auf verdacht tauschen wenn ich 
nichts anderes finde. oder ausmessen (hätte ich nicht die möglichkeit 
zu).

mach mal ein bild von der platine wenn du das ding schon offen hast.

Autor: Gregor (Gast)
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Ok mach ich, wird aber ein bischen dauern. In der Bauanleitung sind auch 
Platinenfotos abgebildet, vll. kann man sich ja da schon ein Bild 
machen.
Ja Aktive PFC ist vorhanden. Die befindet sich auf einer Zusatzplatine 
die auf die Hauptplatine aufgesteckt wird. Der PFC MOSFET schaut normal 
aus, auch der PFC IC ist nicht irgendwie mit schmorspuren belegt.

Hier der Link zur Bauanleitung

http://www.elv-downloads.de/service/manuals/SPS954...

Lg Gregor

Autor: Gregor (Gast)
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Eine Möglichkeit wäre, dass die PFC den PFC- Mosfet dauerhaft 
durchgeschalten hat und somit die Ausgänge des Gleichrichters direkt 
kurzgeschlossen hätte. Was nämlich eigenartig ist: Der Gleichrichter ist 
auf einem Kühlkörper montiert. Damit der so heiß wird dass er sich 
selbst zerstört ist schon eine enorme Leistung nötig.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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hmmmm eigentlich ein sehr schickes netzteil... :)

wär schade drum wenn du es nicht wieder flott bekommst!

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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naja wie schon gesagt. mach dich ans messen. ich bin der meinung daß 
nicht nur der gleichrichter kaputtgegangen ist, vermutlich ist entweder 
die PFC-leistungsstufe oder die H-brücke des hauptnetzteils zuerst 
gestorben.

bei der H-brücke "gefällt" mir übrigens die ansteuerung nicht besonders. 
die oberen FETs über einen gate drive transformer anzusteuern ist schön 
und gut, allerdings macht man es dann eigentlich mit den unteren genauso 
bzw. mit eigenen wicklungen auf dem trafo um unsymmetrien zu vermeiden.

aber klasse, daß die den schaltplan offenlegen!

Autor: Gregor (Gast)
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Nicht nur schick sondern auch sehr teuer. ca. 650€. Ich muss es wieder 
flott kriegen!!

Autor: Harald Hermenau (mirona)
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Was war denn für ein Gleichrichter eingebaut. Laut Schaltplan hätte es 
ein KBU8J sein sollen. Den KBU6G mit 400 V und 6A hätte ich auch als 
sehr grenzwertig angesehen.
Mit einer PFC ist aber selbst der KBU8J mit 600V noch 
unterdimensioniert. Hier gehört ein 800V Typ rein mit 560V RMS 
(Wechselspannung) z.B. KBU8K.

Autor: Gregor (Gast)
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Hab die Brücken Fets durchgemessen. Die scheinen I.O. zu sein.

Autor: Max V. (maxv)
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Sicher dass es ein KBU6G ist?
Im Schaltplan ist ein KBU8J eingezeichnet, der kann 8A und 600Vr ... der 
würde also auch wirklich Reserve haben.

-.- zu langsam

Autor: Anonym (Gast)
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Habe mal bei einem sehr bekannten SNT- Hersteller gearbeitet und kann 
daher aus erster Hand sagen, dass dieser Gleichrichtertyp auch uns sehr, 
sehr, sehr große Probleme bereitet hat wenn vom Hersteller Diotec. Es 
sind beinahe 50% der Chargen mit diesem Gleichrichter ausgefallen.

Autor: Gregor (Gast)
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Bin gerade dabei den Gleichrichter auszubauen. Dann werden wirs gleich 
sehen, welcher hier verbaut ist. In der Stückliste am Ende der 
Bauanleitung ist jedoch ein KBU6G gelistet.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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der gleichrichter bekommt die 410V der PFC aber gar nicht ab, da diese 
erst hinter der drossel anstehen. es sinken sogar die impulsströme durch 
das teil.

650 euro kostet das ding? hart. also dann hätten es auch 660 und ein 
vernünftiger gleichrichter sein dürfen. bau mal den gleichrichter aus, 
danach kannst du messen ob ein kurzschluß auf der primärseite vorhanden 
ist oder nicht. verfolge auch die leiterbahnverbindungen von plus und 
minus der primärseitigen kondensatoren zu den leistungshalbleitern, die 
brennen gerne mal weg. auch die zum hilfsnetzteil. in der PFC schaltung 
den FET und die diode überprüfen.

edit: kommando zurück - das hilfsnetzteil ist kein schaltnetzteil! 
sollte okay sein. vergiss diese leiterbahnen.

Autor: Gregor (Gast)
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Hallo
Leiterbahnen sind gottseidank keine durchgebrannt

Autor: Gregor (Gast)
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Habe den Gleichrichter nun ausgebaut. Ist ein  KBU6G. Er schaut gar 
nicht so schlimm aus wie zuerst angenommen. Er hat einige 
Schmauchspuren, jedoch sieht es so aus als wäre der Gleichrichter selbst 
gar nicht beschädigt worden, sondern als wären das nur Schmauchspuren 
von einem Bauteil dass irgendwo daneben abgebrannt ist. Auch das 
Ausmessen des Gleichrichters deutet darauf hin, dass der Gleichrichter 
in Ordnung ist. Alle Dioden haben eine Durchflussspannung von 0,480V. 
Ich habe daneben jetzt einen kleinen Kerko gefunden, der die Störungen 
am Gleichrichter filtern soll, der am oberen Teil komplett verbrannt 
ist. Ich hab ihn auslöten probiert und er ist mir dabei zerbröckelt. Es 
sieht fast so aus als wäre dieser Kerko Abgebrannt bzw. hat einen 
kompletten Kruzschluss verursacht. Und ich habe das so gedeutet als wär 
das der Gleichrichter gewesen. Doch wieso brennt ein Abblockkondensator 
durch??

Autor: Max V. (maxv)
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Hatte ich jetzt auch..

Wurde warm, hat einen Knacks(richtiger Riss) bekommen und daraufhin n 
Kurzschluss fabriziert .. Folge ist halt eine sehr dunkle Stelle ;)

Autor: Gregor (Gast)
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Ich komme jetzt in den nächsten Tagen nicht zu einem Elektronikgeschäft, 
kann ich das Netzteil testweise auch ohne diese Abblockkondensatoren 
einschalten und sind diese für die Funktion sehr wichtig. Ich möchte das 
Netzteil nur Testweise einschalten, d.h. keine großen Lasten, um zu 
sehen ob das der Fehler war.

Autor: Jens G. (jensig)
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geht auch ohne diese C's - sind nur zur Entstörung gedacht.
Hat der NTC1 eigentlich den Schlag mitgemacht? Manchmal zerbröckeln die 
auch mal gerne dabei ...

Autor: Gregor (Gast)
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Der hats unbeschadet überstanden

Autor: Gregor (Gast)
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Hurra!!!

Es funktioniert wieder.

Ich hab alles wieder eingebaut und alle Abblockkondensatoren um den 
Gleichrichter herum ausgebaut. Nach den Weihnachtsfeiertagen werde ich 
ein paar qualitativ hochwertige Kondensatoren kaufen, damit das 
hoffentlich nicht mehr passiert. Das Netzteil hat diese spektakuläre 
Explosion von letzendlich einem Kondensator und nicht dem Gleichrichter 
anscheinend gut überstanden und liefert schön brav die vorgegebenen 
Ausgangspannungen an den Ausgangsklemmen. Test auf maximale Spannung 
(40V)  und den halben Strom haben tadellos geklappt.

Vielen Dank an das Forum und vorallem allen Postern, die mir mit ihren 
Postings diese Repatatur immens erleichtert haben. Frohe Weihnachten 
euch allen und einen guten Rutch ins Neue Jahr

Lg Gregor

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