Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltnetzteil defekt (Digipro 1000)


von Thomas K. (cupmanz)


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Hallo zusammen,

habe hier ein DigiPro Schaltnetzteil, welches leider keine 
Ausgangsspannungen mehr bereitstellt (alle Ausgänge haben 0,0V).
Hab mir die gesamte Platine angeschaut und folgendes entdeckt:
1. Alle Sicherungen ok
2. Keiner der Elkos sieht zwar defekt aus (keine Deckelerhebung o.ä.), 
aber in dem Gehäuse wo die Platine verbaut ist, hat einer der Elkos ein 
"Einbrandloch" / Kurzschluss hinterlassen (ist zwar eine 1mm dicke 
Plastikfolie dazwischen, aber diese hat sich mit der Zeit 
"durchgescheuert)
3. Bei den großen zwei Hauptelkos (C40 & C52 mit je 330µF / 450V) konnte 
ich bei Anlegen der Eingangsbetriebsspannung (230V AC) direkt an den 
Elkos ca. 400V DC messen, jedoch nach dem Trafo TR1 (siehe Anhang, 
rechts Seite) überhaupt keine Spannung mehr (Hinweis: Bitte keine 
Bedenken, hab die nötige Sorgfalt walten lassen)
4. Im Anschluss habe ich entdeckt, dass einer der MosFETs STW20NK50Z 
defekt war (MOS2 soweit ich mich erinnere, d.h. Source-Pin Nr. 3 war 
leicht schwarz)
5. Dann diese beide MosFETs ausgetauscht (MOS1 & MOS2) und wieder die 
Eingangsbetriebsspannung angelegt und "Rumms", wieder kaputt
6. Beide MosFETs wieder ausgelötet und C24 im Verdacht gehabt. Diesen 
ausgelötet, jedoch per Kapazitätsmesser den Wert der aufgedrückt ist 
festgestellt - als ok befunden
7. Somit habe ich nur noch den IR21531S im Verdacht mit dem folgenden 
Grund (siehe Anhang roter Kasten). Wenn ich zwischen Pin 1 (Vb) und Pin 
8 (Vcc) des IR21531S messe, dann habe ich Durchgang. Selbst das Auslöten 
der Diode D4 gab keine Änderung daran (bei der D4 bekomme ich 
"vernünftige" Messergebnisse)... Jedoch weiß ich nicht ob dieser 
wirklich defekt ist...

Nun, hat jemand eine Idee wie ich hier weiter machen kann - wäre euch 
sehr dankbar für jeden Hinweis!!!

Danke im Voraus.

Viele Grüße
Thomas

von Michael H. (Gast)


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Nach dem ich RUMPS gelesen habe, würde ich auch auf den Treiber tippen. 
Vorher würde ich aber dringend noch empfehlen zu checken ob die 
Stromregelung/Strombegrenzung (NPN Q2+NE555) und der Feedbackpfad zum 
Treiber tut. Dieser könnte nämlich zuerst kaputt gegangen sein, und dann 
den MosFET Treiber mitgerissen haben.

von Paul Baumann (Gast)


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>Somit habe ich nur noch den IR21531S im Verdacht mit dem folgenden
>Grund (siehe Anhang roter Kasten). Wenn ich zwischen Pin 1 (Vb) und Pin
>8 (Vcc) des IR21531S messe, dann habe ich Durchgang.

Ich habe eben mal in das Datenblatt dieses Schaltkreises geguckt: Da
gibt es einen Typ mit "D" am Ende und einen mit "S"
Bei dem mit "D" sitzt zwischen Vb und Vcc intern eine Diode drin, mit
der Kathode an Vb. Nicht, daß Dich das Ding narrt.

Von der Sache her könnte der Kollege aber schon kaputt sein, denn er 
macht
ja offenbar beide Mosfet zur gleichen Zeit auf und dann macht es "Wumm!"

MfG Paul

von Thomas K. (cupmanz)


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Hallo zusammen,

danke Paul & Michael für eure schnelle Antwort!

Habe mir jetzt noch mal alles angeschaut und dabei entdeckt, dass beim 
Auslöten des IR21531S dieser nach wie vor zwischen Pin 1 & 8 vollen 
Durchgang bzw. 40 Ohm hat und das nicht normal sein sollte - zumindest 
bei der S-Variante (SMD).
Die Treiberstufe mit dem NE555 habe ich mal durchgemessen und besonders 
die die Transistoren Q1 & Q2 machen im eingebauten Zustand einen 
funktionstüchtigen Eindruck. Die Messwerte sind zum einen bei beiden 
gleich und zum anderen so wie man es von Transistoren erwartet.
Irritiert hat mich nur ein wenig der Q5 (BCR135), aber dies ist durch 
seine spezielle interne Widerstandsbeschaltung eh ein wenig anders, d.h. 
die Messwerte wie Q1 & Q2 bloß doppelter Wert, sofern man hier auch 
wieder die Diodenmessung mit dem Digitalmultimeter durchführt...

Werde mir jetzt mal einen neuen IR21531S kaufen - ach ja hat jmd. noch 
einen zufälligerweise rumliegen ;-)?!

Und dann mal schauen was die Schaltung macht, oder habt ihr noch eine 
andere Idee was ich "testen" müsste / könnte damit das Netzteil nicht 
doch wieder "Wums!" macht...???

Danke im Voraus!

Viele Grüße
Tom

von Martin D. (martin_d69) Benutzerseite


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Ich kann dir einen IR2153SPBF (Preis 2,60€) oder einen IR21531PBF (Preis 
1,60€) mitbestellen. Dann teilen wir uns den Versand und es ist es 
deiner.

Ich biete dir nicht aus Dummheit beide an sondern weil der IR21531PBF im 
DIP gehäuse ist was ich im Bild nicht erkennen kann!

: Bearbeitet durch User
von Thomas K. (cupmanz)


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Hallo zusammen,

bräuchte noch mal eure Hilfe - total kurios / seltsames Verhalten der 
Netzteil-Schaltung...
Nachdem ich nun den IR21531S und die zwei MosFETs MOS1 & MOS2 komplett 
erneuert habe, kommt nur noch am Einschalten ein kurzes Klackern (evtl. 
einer der Spulen / Trafos) und sonst passiert gar nichts mehr am 
Ausgang!
Hab mir mal alle Spannungen angeschaut und muss feststellen, dass ich 
außer am IR21531S / IR1150 (beide ca. 9-16V Vb gemessen) keine 
Versorgungsspannung am NE555 / TIP29C  MOS1  D8 & D9 (beides Z-Dioden) 
messen kann (d.h. ca. 0,3V). Wo dran kann das liegen, jmd. eine Idee?
Ferner messe ich am Ausgang des BR1 ca. 400V DC und am MOS2 ebenso, 
sogar an der Kühlfahne gegen Masse - muss dass so sein?

Über eine Antwort würde ich mich sehr freuen und danke schon mal im 
Voraus!

Viele Grüße
Thomas

von oszi40 (Gast)


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1.Auf die Schnelle sagt mein Horoskop R13 messen und Anlaufschaltung 
kleinen Elko suchen/tauschen. 2.Man kann z.B. auch den 555 erst mal zum 
messen eine Hilfsspannung einspeisen wenn man nicht mit 230V neuen Rauch 
erzeugen möchte.

von Helge A. (besupreme)


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Wenn du direkt am Brückengleichrichter 400V mißt, könnte eins der 
Bauteile im PFC-Kreis einen erhöhten Sperrstrom haben. Bereich D3, D20, 
der C hinter R40. Das halte ich aber in diesem Schritt noch für 
zweitrangig.

Ist die Sekundärseite des Übertragers schon durchgemessen, und die C's 
rund um U2?

Hilfsweise hab ich mir bei der Reparatur von Flußwandlern gern eine 
5-25W Glühbirne in Reihe zum Ubertragereingang geschaltet. Damit ließ 
sich dann besser herausfinden, was den Wandler blockiert. Zumindest 
blieb der Reparaturplatz frei von kleinen, heißen Plastiksplittern hoher 
Geschwindigkeit.

von Thomas K. (cupmanz)


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Hallo zusammen,

danke für die Hinweise soweit, habe mir die Arbeit gemacht und den 
ganzen Eingangskreis (Kondensatoren und Spulen) gewechselt. 
"Angeschaltet" und alles ist geblieben wie gehabt. Im Anschluss habe ich 
alles mal durchgemessen und die folgenden Spannungs-Messwerte findet Ihr 
in der angefügten JPG-Bilddatei.
Dann habe ich noch die Diode D7 gemessen, jedoch in der 
Durchgangsprüfung in beide Richtung Werte von ca. 1500 bekommen, d.h. 
keine "richtige" Sperrrichtung erhalten, was aber auch an den 
eingebauten Zustand liegen kann...

Das mit dem NE555, mit dem einspeisen einer Hilfsspannung habe ich zwar 
noch nicht gemacht, werde ich die Tage mal vornehmen, doch was soll ich 
da wo messen bzw. hat jmd. noch weiteren Ideen was der Fehler sein 
könnte?

Danke im Voraus für die nette Unterstützung!

Viele Grüße
Thomas

von cvhb45w5 (Gast)


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Die PFC (unten links mit dem IR1150S) scheint ja soweit schon mal
zu laufen.

Die 390V liegen auch auf dem SMPS unten rechts an.

So richtig komplex ist das ja auch nicht.

Hast Du ein Oszilloskop für weitere Messungen?

von Thomas K. (cupmanz)


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Ein Oszi habe ich leider nicht. Nur ein Multimeter wo ich zumindest 
Frequenzen, Spulen, Kapazitäten etc. messen kann...
Was meinst wie ich am besten nun vorgehen soll und was meinst du mit 
"SMPS"?
LG Thomas

: Bearbeitet durch User
von cvhb45w5 (Gast)


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Der Ausgang der PFC-Stufe ist die Kondensatorkombination aus
C40, C52 und C23.

Da dort ungefähr 390V anliegen, können wir erst mal davon ausgehen,
dass die PFC fehlerfrei arbeitet.

Das "eigentliche" Schaltnetzteil um U2 herum kommt dann nach der 
PFC-Stufe, wo Du keine Ausgangsspannung misst (siehe z.B. Q3, Basis -> 
0V, zur
Sicherheit noch mal die Ausgangsspannungen der Sekundärwicklungen von 
TR1 messen), so dass man davon ausgehen kann, dass sich der Defekt 
lediglich
hier befindet.

Schau mal, warum nach R4 nur 8V anliegen. Laut Datenblatt liegt das 
ziemlich
im Bereich des Undervoltage lockout.
Der Regler würde nämlich laut Datenblatt eigentlich auf typisch 15,6V 
klemmen. Wenn wir davon ausgehen, dass R3/R4 nicht absichtlich zu 
hochohmig
dimensioniert wurden, sind 8V eindeutig zu niedrig.

Bitte die Außenbeschaltung von U2 an diesem Netz auf Defekte prüfen 
(auch die beiden Decoupling-Kondensatoren an VCC könnten z.B. defekt 
sein).

von Paul Baumann (Gast)


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Thomas schrabte:

>Dann habe ich noch die Diode D7 gemessen, jedoch in der
>Durchgangsprüfung in beide Richtung Werte von ca. 1500 bekommen, d.h.
>keine "richtige" Sperrrichtung erhalten, was aber auch an den
>eingebauten Zustand liegen kann...

Löte die mal aus und prüfe sie im Freien. Wenn die im Eimer ist, dann 
kann
die Spannungsregler-Stufe mit Q3 und der Z-Diode an der Basis nichts
bereitstellen und Du hast ja an der Kathode der Z-Diode auch Nichts
gegen Masse gemessen.

MfG Paul

von Thomas K. (cupmanz)


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Hallo,
habe mir mal die Diode D7 im ausgebauten Zustand angeschaut-selbe 
Messwerte wie D5/D6...
Aber was mich verwundert ist die schon erwähnte und zu geringe 
Versorgungsspannung von U2 mit 8,5V, da im Datenblatt min. 10V Vcc Suppy 
Voltage steht... In diesen Zusammenhang habr ich mir R3/R4 angeschaut 
und die haben genau den Wert der auf dem Plan steht. Dabei habe ich die 
zwei Kondensatoren von U2-Pin 1 auf Masse mit 9uF, also 4,7uF pro Kondi 
gemessen-hier auch Sp.abfall 8,5V.
Doch woran könnte nun die zu geringe Spannung liegen, jmd.einer eine 
Idee???
Oder kann es auch mit Q4/SFH6156 zu tun haben, denn hier bekomme ich bei 
der Durchgangsprüfung keine Werte?
Danke schon mal!!

LG Thomas

: Bearbeitet durch User
von cvhb45w5 (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> Aber was mich verwundert ist die schon erwähnte und zu geringe
> Versorgungsspannung von U2


Ja, irgendwohin fließt zu viel Strom ab.

Ob jetzt der Schaltregler defekt ist oder irgend ein Bauteil
daran, musst Du selber herausfinden.

Mit den 8V wird der Schaltregler aber nicht laufen.

Nochmal: Welche MOSFETs (MOS1, MOS2) waren original in der Schaltung und 
welche hast Du jetzt zwischenzeitlich eingesetzt gehabt?

von Thomas K. (cupmanz)


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cvhb45w5 schrieb:
> Nochmal: Welche MOSFETs (MOS1, MOS2) waren original in der Schaltung und
> welche hast Du jetzt zwischenzeitlich eingesetzt gehabt?

Hab wieder die gleichen zwei MOSFETS STW20NK50Z eingesetzt... und 
welchen Schaltregler meinst du?
...was würde passieren wenn ich 15V per externes Netzteil an Vcc 
einspeise?

Naja wo dann der Strom "abfließt" ist echt eine gut Frage.
Doch is es normal, das ich beim Optokoppler keine Werte messe und auch 
an den MOSTFETS an der Kühlfahne >300V messe?

LG Thomas

: Bearbeitet durch User
von cvhb45w5 (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> Hab wieder die gleichen zwei MOSFETS STW20NK50Z eingesetzt...


Ich frage nur, nicht, dass irgendwelche Ersatztypen eingesetzt
wurden, die nicht geeignet sind.


> und
> welchen Schaltregler meinst du?


Von U2. Das ist der Schaltregler vom "eigentlichen" Netzteil.


> ...was würde passieren wenn ich 15V per externes Netzteil an Vcc
> einspeise?


Wenn hier ein Bauteil defekt ist und zu viel Strom abfließt,
dann wird dadurch der Strom höchstwahrscheinlich nochmals
erhöht werden.

Ich gehe davon aus, dass dadurch das defekte Bauteil heiß wird
und ggf. sich mit Rauch oder enormer Hitze verabschiedet.

Auch eine Möglichkeit, das Bauteil zu finden... :-)

Würde ich aber lassen.


> Naja wo dann der Strom "abfließt" ist echt eine gut Frage.


Sehe ich auch so.


> Doch is es normal, das ich beim Optokoppler keine Werte messe


Was auch immer "Werte" sind. Du meinst den Optokoppler im Schaltplan
ganz oben rechts? Der wird auch durch die Hilfswicklung des Trafos
versorgt, sobald das Netzteil einmal richtig läuft. Da das aber nicht
der Fall ist, kann man da auch z.B. an D7 Kathode keine Spannung messen.

Genau so wie auch alle Sekundärspannung des Trafos nicht vorhanden sind.

Ich behaupte mal, dass die Anlaufschaltung mittels R3/R4 auch für einen
längeren Betrieb ausreicht. Das ist hier der Knackpunkt. Falls nicht,
wird die Fehlersuche schwieriger.

Also falls die ausreicht, wäre die reguläre Hilfs-/Betriebsspannung via 
D7
erst mal keine Hilfe bei der Fehlersuche und das Netzteil müsste laufen,
wenn auch R3/R4 eventuell heißer werden, als vorgesehen.

Falls wir hier noch einen Spezialisten haben, der genau diese Frage
beantworten kann, wäre das schön.

Sonst könnte man z.B. auch D15 respektive D7 testweise entfernen,
um den Fehler weiter einzukreisen.

Solange der Trafo nicht beschädigt ist, können ja nur Halbleiter oder 
passive Bauteile defekt sein. Eine Reparatur wäre dann immer möglich.

Auch die Schaltung um U1 sollte erst mal nicht wichtig sein.
Hier wird mittels Q5 der CT-Kondensator schlagartig überbrückt/entladen,
wenn es einen Überlastfall des Netzteils gibt. Dadurch wird der aktuelle
Cycle (manuelle Cycle-by-Cycle-Limitation) schlagartig beendet und der 
Leistungsteil geschützt.

Es sollte also auch bei ausgelötetem Q5 das Netzteil funktionieren,
solange man es nicht überlastet.

Du siehst, dass für die eigentliche Funktion des Netzteils gar nicht
so viele Bauteile notwendig sind: U1 mit seiner Beschaltung und der
Leistungsteil mit MOS1, MOS2 und dem Trafo.

Was Du nicht zeigst, ist der Sekundärteil nach dem Trafo. Gibt es
eventuell hier irgendwelche Auffälligkeiten bei Bauteilen?


> und auch
> an den MOSTFETS an der Kühlfahne >300V messe?


Sind das TO247-MOSFETs? Dann entspricht der mittlere Pin dem Tab
des Transistors. Siehe Datenblatt.

Gate, Drain, Source. Die klassische Belegung. An MOS2 liegt an Drain
ja die Ausgangsspannung der PFC-Stufe an (also ungefähr die 390V).

Frage ist eher, welche Kühlfahne Du meinst. Der Transistor scheint laut
Datenblatt vorne komplett isoliert zu sein. In Richtung Kühlkörper
sollte der auch isoliert montiert sein, so dass da keine 390V zu messen
sein sollten.

MOS1 und MOS2 sollten beide isoliert zum Kühlkörper montiert sein 
(sitzen auch wahrscheinlich beide auf dem selben Kühlkörper?).
Sonst würde man ja beide Drains gegeneinander kurzschließen, so dass 
auch
an U2/VS immer die 390V gemessen wären. Und das wäre natürlich falsch.

von cvhb45w5 (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> 2. Keiner der Elkos sieht zwar defekt aus (keine Deckelerhebung o.ä.),
> aber in dem Gehäuse wo die Platine verbaut ist, hat einer der Elkos ein
> "Einbrandloch" / Kurzschluss hinterlassen (ist zwar eine 1mm dicke
> Plastikfolie dazwischen, aber diese hat sich mit der Zeit
> "durchgescheuert)


Hat sich hier schon was ergeben?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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cvhb45w5 schrieb:
> Ich behaupte mal, dass die Anlaufschaltung mittels R3/R4 auch für einen
> längeren Betrieb ausreicht. Das ist hier der Knackpunkt.

Nein, die reicht mit Sicherheit nur für die ersten paar Zyklen der 
MOSFet. Wenn da nicht bald die Hauptversorgung über D7 und Q3 startet 
(und auch nebenbei das Power-Good Signal an den OK gibt), bleibts dabei 
und das Netzteil 'tickt' nur. Die ersten Fehlerkandidaten sind natürlich 
die Abblock-Kondensatoren (ohne Wert) von Pin 1 des U2 gegen Masse.
Auch ein Kurzschluss auf der Sekundärseite kann dem Trafo soviel Energie 
entziehen, das an D7 nicht genug Spannung bleibt, um das Netzteil zum 
Selbstversorger zu machen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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So, jetzt habe ich dieses Netzteil aufm Tisch und es ist eine Frechheit, 
was die Hersteller da mal wieder gemacht haben. Die Platine ist so mies, 
das sich die Bahnen nach ein- zweimal löten ablösen, das Board ist 
schwarz gecoatet, damit man ja nichts sieht und die Schaltung ist 
einfach nur Mist. Ich werde jetzt auch nochmal den Controller IC 
tauschen müssen, da der Lowside Ausgang defekt ist und natürlich ist 
auch der Lowside MOS defekt.

Keine Preise für den Designer dieses SMPS.

Tom, du hast Mail. Übrigens las ich in einem Musiker Forum, das du auf 
jeden Fall mal die 4,7 Ohm Leistungswiderstände auf dem Endstufen Board 
(?) testen musst, diese sind wohl gerne die eigentliche Ursache für den 
Ausfall.
http://music-electronics-forum.com/t27991/

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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So, ein kleine Zusammenfassung, nachdem das Netzteil nun wieder läuft. 
Neben dem defekten IR21531 war der frequenzbestimmende Kondensator (1nF) 
defekt und der R (6k8), der Shutdown Transistor an Pin 3 (Q5) ebenso 
(mit BC Durchbruch). Wer also so ein Dings auf dem Tisch hat, sollte das 
auf jeden Fall mal checken.
Die angepeilte Schaltfrequenz sind 100kHz, das RC Glied kann man lt. dem 
Digramm im Datenblatt des IR dimensonieren. Der Chip kann durch einen 
IR2153 (-S oder -D) ersetzt werden, das tut der Funktion keinen Abbruch.

Die Fehlersuche gestaltet sich etwas einfacher, wenn man die 
Hauptbetriebsspannung (an Kathode D7) mal ohne Netzspannung einspeist 
(20V oder so) und dann schaut, wie sich der 555, der IR21531 und der 
IR1150 benehmen. Entgegen dem Schaltplan ist die Stabilisierung mit Q3 
auf etwa 15V eingestellt und nicht auf 24V.
Der IR21531 sollte sofort losschwingen. Hier waren das ca. 300kHz, ein 
Hinweis auf Kapazitätsverlust des 1nF. Entsprechend verschliffen waren 
die Gateoutputs an den beiden MOS1 und MOS2.

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