NiMH Ladegerät kaputt

[Konstantin (Gast)]

Hallo Elektronikgemeinde,

ich habe hier ein anscheinend kaputtes Ladegerät von einer 
Handbohrmaschine. Der Schaltplan(s.Anhang) habe ich von der Platine 
ab-geguckt und es kann sein, dass der Schaltplan ein Paar Fehler hat.


Die Ursache:
Höchstwahrscheinlich, ich war nicht dabei, wurden die Kontakte B+ und ? 
im Ladegerät beim Einstecken des Akkus kurzgeschlossen.

Der Fehlerbild:
- Nach dem Akku drin ist, leuchten beide LEDs (Rot u. Grün). Angeblich 
beim Laden muss Rot-LED leuchten und direkt nach dem Fertigladen Rot-LED 
muss ausgehen und Grün-LED anfangen zu leuchten.
- Akku wird nicht geladen.

I habe auch folgende Fragen und werde mich auf jegliche sinnvolle 
antworten Freuen:

- Ist der Schaltplan für einen Ladegerät (Schaltnetzteil) plausibel?
- Was sind das für ICs U1 "13926" und "LM3399"? Ich könnte nichts 
passendes an Datenblättern finden. Bei der suche nach dem "LM3399" 
Baustein(steht unter dem Hauptverdacht) kriege ich "LM339" angeboten, 
aber nach der Pin-Funktion zu beurteilen ist es nach meiner Meinung 
nicht.
- Wozu sind die drei Ausgänge am LG gut? (bzw. drei Eingänge am Akku)
- Welche Möglichkeiten gibt es die Funktion des Ladegerätes ohne Akku zu 
überprüfen?

Wie gehe ich am besten bei der Fehlersuche in so einem Schaltnetzteil 
vor?

[Philipp (Gast)]

Prüf erst mal , ob die ladeschaltung güberhaupt versorgungsspannung 
bekommt .
der dritte eingang sagt dem ladegerät warscheinlich über 
widerstandskodierung oder einer angezapften zelle im akku , wann es 
absschalten muss, könnte aber auch ein temperatursensor im akku sein.

[MaWin (Gast)]

> - Ist der Schaltplan für einen Ladegerät (Schaltnetzteil) plausibel?

Halbwegs. Um den LM3399 find ich's auch etwas krude. Ich denke, er ist 
ein LM339, allesdrings stemmen dann die meisten Leiterbahnen nicht

Die Funktion ist nicht ganz klar.
Es darf nur eine maximale Spannung liefern, per R31, ok.
Es soll den Strom begrenzen, per R29, ok.
Es soll bei Übertemperatur abschalten, per NTC, auch ok.

Aber eigentlich soll es das Ladeende auch noch irgendwie erkennen. Dazu 
finde ich nichts. Kein Timer, kein -DeltaU.

> - Was sind das für ICs U1 "13926"

Schaltregler, kannst du ignorieren. Miss die 325V am C6, miss 10V an C11 
und das Netzteil wäre ok (R23 abklemmen).

> - Wozu sind die drei Ausgänge am LG gut? (bzw. drei Eingänge am Akku)

Der mittlere ist der Temperatursensor, wohl ein NTC, das Netzteil soll 
abschalten wenn er heiss wird.

> - Welche Möglichkeiten gibt es die Funktion des Ladegerätes ohne Akku zu
überprüfen?

Zumindest volle Spannung an den Batterianschlüssen messen.


Eventuell sollte man die ganze sekundäre Schaltung durch einen MAX712 
ersetzen.

[Magnus M. (magnetus)]

Konstantin schrieb:
> Der Schaltplan(s.Anhang) habe ich von der Platine ab-geguckt

Wow! Ich muss dir echt mal ein dickes Kompliment machen:

Ich habe hier im Forum noch nie so einen sauberen (reverse-engineered) 
handgezeichneten Schaltplan gesehen.

RESPEKT

Gruß,
Magnetus

[Jens G. (jensig)]

>Aber eigentlich soll es das Ladeende auch noch irgendwie erkennen. Dazu
>finde ich nichts. Kein Timer, kein -DeltaU.

Relativ billige Ladegeräte, die die Akkus in eins/zwei Stunden laden, 
messen den Temperaturanstieg, wenn die Akkus so langsam voll sind. 
Üblich bei Werkzeugakkuladegeräten, sicherlich auch in anderen 
Bereichen. Und das wird wohl das oben genannte Ladegerät so machen.

[Ingo W. (Gast)]

Konstantin schrieb:

Hallo Konstantin!
Erstmal große Hochachtung, vor der sauberen Schaltungsaufnahme, solche 
Mühe macht sich nicht jeder!

> - Ist der Schaltplan für einen Ladegerät (Schaltnetzteil) plausibel?
Eigentlich schon

> - Was sind das für ICs U1 "13926" und "LM3399"? Ich könnte nichts
> passendes an Datenblättern finden. Bei der suche nach dem "LM3399"

Den SMPS-Ansteuerschaltkreis "13926" kenne ich auch nicht, ein typischer 
Vertreter dieser Gattung wäre z.B. der UC3842, der hat aber eine andere 
Anschlussbelegung. Zum Glück scheint der aber nicht kaputt zu sein.

> Baustein(steht unter dem Hauptverdacht) kriege ich "LM339" angeboten,

Mein erster Gedanke war auch, LM339, vor Allem, weil einige Ausgänge 
unten liegen (eine LED und der Widerstand zum TL431, von dem ich 
vermute, damit wird das SMPS abgeregelt)

> aber nach der Pin-Funktion zu beurteilen ist es nach meiner Meinung
> nicht.

Stimmt.

> - Wozu sind die drei Ausgänge am LG gut? (bzw. drei Eingänge am Akku)

2 Hast Du ja schon (meiner Meinung nach richtig) beschriftet, der dritte 
ist sicherlich ein Temperaturfühler (NTC) nach minus. Wenn Du an den 
Akku kommst, den Widerstand zwischen - und ? messen? Ist bei 
Werkzeugakkus das übliche Abschaltekriterium.

> - Welche Möglichkeiten gibt es die Funktion des Ladegerätes ohne Akku zu
> überprüfen?

Eigentlich bleibt da nur ein ganz dicker Widerstand um die 10 Ohm

>
> Wie gehe ich am besten bei der Fehlersuche in so einem Schaltnetzteil
> vor?
Der TL431 steuert das Schaltnetzteil so, dass zwischen seinem 
Steuereingang und Masse 2,5V stehen. Die Ausgangsspannung bestimmt dann 
der Spannungsteiler davor. Das sollten so um die 12V sein.

Schau dir dazu mal
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap7_2/Kapitel7_2.html
an, da ist die Funktionsweise wirklich gut erklärt.

daumendrück - ingo

[Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)]

Um welches Gerät handelt es sich ?

? ist meist Thermofühler (NTC nach masse sollte dort anliegen)

LM3399 könnte ein Custumerchip sein.

Theoretisch sollte der eingang eine Kurzschuss sowohl nach + oder - 
vertragen. das lade gerät dürft das überstanden haben


Warscheinlicher ist wenn, der Acku durch verdrehen falsch reingeprügelt 
wurde (evtl. Panasonicu. Makita lassen sich der Art misshandeln) ,  das 
der NTC im ACKU durchgebrannt ist?dann erkennt der Lader zwar den 
spannugs abfall an AB aber hat keine messwiederstand am ?

Nur zu Testzwecken(!) könntest du mal 1,8K-18K von ? nach Masse legen 
und den Acku dann Eeinstecken irgendwo dazwischen sollte der Lademodus 
gestartet werden.

!!!
Aber dann nur kurz (max 5 min) sonst  wird der Akku nach Ladeschluss 
nicht abgeschaltet!!! und überladen. Bumbs vorprogrammiert

wen erfolgreich NTC im Acku ersetzen.

[Konstantin (Gast)]

Erstmal vielen Dank an alle für so viele nützliche Postings.
Ich habe noch ein Fehler im Schaltplan gehabt: das Netz, wo R35, R36 und 
C18
zusammenhängen, hat nichts mit dem Pin 13 von LM3399 zu tun. Dieser 
korrigierte Teil der Schaltung plus schematische Akkuabildung mit mehr 
Infos zur Akku habe ich angehängt.

1.
Philipp schrieb:
> Prüf erst mal , ob die ladeschaltung güberhaupt versorgungsspannung
> bekommt .
Ja. Die LEDs gehen an. Also 78L05 kriegt irgendetwas am Eingang.

2.
Philipp schrieb:
> der dritte eingang sagt dem ladegerät warscheinlich über
> widerstandskodierung oder einer angezapften zelle im akku , wann es
> absschalten muss, könnte aber auch ein temperatursensor im akku sein.

MaWin schrieb:
> Der mittlere ist der Temperatursensor, wohl ein NTC, das Netzteil soll
> abschalten wenn er heiss wird.

Jens G. schrieb:
> Relativ billige Ladegeräte, die die Akkus in eins/zwei Stunden laden,
> messen den Temperaturanstieg, wenn die Akkus so langsam voll sind.
> Üblich bei Werkzeugakkuladegeräten, sicherlich auch in anderen
> Bereichen. Und das wird wohl das oben genannte Ladegerät so machen.

Ingo Wendler schrieb:
> Hast Du ja schon (meiner Meinung nach richtig) beschriftet, der dritte
> ist sicherlich ein Temperaturfühler (NTC) nach minus. Wenn Du an den
> Akku kommst, den Widerstand zwischen - und ? messen? Ist bei
> Werkzeugakkus das übliche Abschaltekriterium.

Danke, alle Aussagen treffen zu. Es sieht so aus, als ob dort einen 
Temperatursensor eingebaut ist, ich kann dort 9,3kOhm messen.

3.
Ingo Wendler schrieb:
> Der TL431 steuert das Schaltnetzteil so, dass zwischen seinem
> Steuereingang und Masse 2,5V stehen. Die Ausgangsspannung bestimmt dann
> der Spannungsteiler davor. Das sollten so um die 12V sein.
Eigentlich habe ich um die 10V am Spannungsteiler gemessen?
> Schau dir dazu mal
> http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap7_2/Kapitel7_2.html
> an, da ist die Funktionsweise wirklich gut erklärt.
Klasse Ressource zu dem Thema. Danke!

4.
MaWin schrieb:
> Schaltregler, kannst du ignorieren. Miss die 325V am C6, miss 10V an C11
> und das Netzteil wäre ok (R23 abklemmen).
Stimmt, 315V und 10,3V habe ich an besagten Stellen. Und der 
SMD-Widerstand nach dem "abklemmen" und wider "anklemmen" heil geblieben 
:)

5.
Winfried J. schrieb:
> Um welches Gerät handelt es sich ?
Es handelt sich um "K i n g C r a f t"(L i d l).
> LM3399 könnte ein Custumerchip sein.
Leider sieht es genau so aus, das die zwei ICs Sonderfertigung ist. :(((

> Theoretisch sollte der eingang eine Kurzschuss sowohl nach + oder -
> vertragen. das lade gerät dürft das überstanden haben
Es sind 19,2V an der Pin 13 gelangen und ich glaube, dass es nicht so 
gesund für den IC gewesen war.
> Nur zu Testzwecken(!) könntest du mal 1,8K-18K von ? nach Masse legen
> und den Acku dann Eeinstecken irgendwo dazwischen sollte der Lademodus
> gestartet werden.
Der Akku ist anscheinen so weit in Ordnung.(s.Bild).

Fazit:
Schade das es nicht ohne weiteres reparieren lässt :(
Da muss ich vielleicht dem Tipp von MaWin nachgehen, und die sekundäre 
Schaltung komplett ersetzen.

Danke an alle für die Tipps, sehr guter Forum!

[Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)]

ja mit dem neuen schaltplan ist die sache eindeutig der Eingang Pin 13 
lagen indem fall mehr als 10V über der Betriebsspannung des Ladereglers 
von 5 V das konnte er nicht überleben , insofern ziehe ich meine 
vorherige aussage zurück.

offensichtlich zündet der LM3399 Pin7  in Abhängigkeit vom Ladestrom den 
Tyristor U3 wobei der Fensterdiskriminator die LED schaltet und die 
Zündung freigibt.

eigentlich ist nur diese steurschaltung nachzubilden.


R34 R35 R36 und C18 bilden offenbar die referenzspannungen für den 
Fensterdiskriminator

R39 C21 entstören den NTC eingang des fensterdiskriminators

R28 R31 R42 messen die Ackuspannug

R47 C19 ein Zeitglied
R38 C20 ein Zeitglied

pin2 ist der Stromfühlereingang und bestimmt entweder das Tastverhältnis 
oder die Freqenz der Zündung ( wählt eines der beiden Zeitglieder.)


die Funktion vo R32 erschließt sich mir nicht

das ganze ist offenbar

ein mehrfach oamp oder eine kreuzung derer mit einem 555er

ich tippe ein 4vach opv wobei einer den 555er simuliert


funktionsweise sehe ich folgende

bei leherlauf wird eine grund pulsfolge erzeugt, welche die 
eigenversogunsleistung für den regler und Spannugsreglerversorgung 
garantiert zb  U+ auf 8-10 V bringt keine LED leuchtet (bekommt masse)

wird ein Akku eingesteckt
und liegt die spannung an pin 13 im fenster  so werden zusätzliche pulse 
generiert, welche die Spannnung an U+ solange erhöhen bis der maximale 
Ladestrom(nach Ackupackspezifikation) erreicht wird.


liegt die Spannung am Pin 13 unter dem im fenster wird abgeschaltet 
grüne led leuchtet

liegt die Spannung am Pin 13 über dem im fenster wird  ebenfalls 
abgeschaltet. Da der NTC offenbar unterbrochen ist  alle LED aus

Bbeide LED leuchten offenbar im Fehlerfall wenn die ladeschlussspannug 
(pin 2 nicht erreich ist aber  die spannung an am Pin 13 unter dem im 
fenster liegt

die referenzspannungen kannst su an pin 1 und pin 14 ablesen das sind 
die beiden Komporatoreingänge des Fensterdiskriminators


icht tippe am Ende auf einen 4fach OPV der drei komperatoren und einen 
Rechteckgenerator mit fester pulsbreite aber 2 pulsfolgefrequenzen 
darstellt  ewntuell stecken noch gatter darin

[Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne)]

folgende funktionen ergeben sich am LM3399

Pin 1  in U ref 1     Pin 14  in U ref 2
Pin 2  in U B+        Pin 13  in U ntc
Pin 3  in U I L       Pin 12  out  grün  ( UB+ > U max oder U ntc < u ref 2 )  
Pin 4  GND            Pin 11  in  U t2
Pin 5  in U t1        Pin 10  n.c. ???
Pin 6  GND            Pin  9  5V
Pin 7  out Zündpulse  Pin  8  out  rot( UB+ < U max  == Laden und U ntc < U ref1 )

ich tippe
U B+  > U ref 1 Ladeschlussspannung grün
U ntc < U ref 2 zu heiß             grün + rot
U B+  < U ref 1 laden               rot
UntC  > Uref  1 kein ACKU           ----