Schaltnetzteil, Elko wird warm, Ursachensuchen

[Joerg Z. (joergz)]

Hallo,

ich habe hier einen Class-D-Verstärker mit integriertem Schaltnetzteil, 
das mir etwas Sorgen bereitet.
Es handelt sich um ein Bang & Olufsen ICEpower 125ASX2.
Da ich leider keinen Schaltplan habe, beschreibe ich zunächst (grob) den 
Aufbau des Netzteils:
Eingangsseitig befinden sich Filter- und Schutzkomponenten, die ich eher 
nicht im Verdacht habe. Dann kommt ein Brückengleichrichter, GBU606. 
Dieser wird gefolgt von zwei Elkos, in Reihe geschaltet, mit je 680µF 
200V.

Original waren Elkos von Panasonic verbaut. 
(http://www.farnell.com/datasheets/1739507.pdf?_ga=1.257722315.1922341587.1468867427 
Typ: EETHC2D681HJ). Im Datenblatt ist der ESR-Wert mit maximal 0,293 Ohm 
bei 120 Hz und 0,132 Ohm bei 20kHz angegeben.

Da die originalen Elkos explodiert sind, wurden diese durch welche von 
United Chemie-Con getauscht, KMH-Serie, Typ EKMH201VSN681MQ40T. Im 
Datenblatt ist der ESR-Wert mit 0.244 Ohm bei 120 Hz angegeben, für 20 
kHz habe ich keine Angabe gefunden. Rippelstrom (Rated Ripple Current 
bei 120 Hz) ist bei beiden Typen mit 1.74 A rms angegeben.

Danach kommt der Schaltwandlerteil, ich tippe auf einen 
Gegentakt-Wandler mit 100kHz Schaltfrequenz (Angabe aus Datenblatt des 
125ASX2)

Soweit meine Vorrecherche. Ich habe dieses Teil zum "Fehler finden" von 
einem Bekannten bekommen, der Fehler ist wohl, dass einer/beide dieser 
Elkos nach einigen Stunden "platzen".

Was ich bisher festgestellt habe:
- Nach etwa 20 min Betrieb mit Belastung (4 Ohm Lastwiderstand, ca 100W 
Sinusleistung) ist ein Elko auf ca 35°, der andere auf ca 55°C 
Oberflächentemperatur.
-Der Elko, der warm wird ist der am Minuspol des Gleichrichters, also 
der "untere".
- Beim Tauschen der Elkos wanderte der Fehler NICHT mit.
- Gemessener ESR bei den Elkos (mit Agilent U1732C) lag bei knapp 0.1 
Ohm, beide Elkos nahezu gleich
- Ohne Belastung findet ebenfalls eine ungleichmässige Erwärmung statt, 
jedoch nicht so ausgeprägt wie oben erwähnt, nach 20 min ca. 30° und 
37°.
- Tauschen des Gleichrichters verändert an der Problematik nichts.
- Die gleichgerichtete Netzspannung teilt sich nahezu perfekt 
gleichmässig auf beide Elkos auf, bei 226V Netzspannung habe ich an den 
Elkos 152,5V und 153,6 V Gleichspannung

Mir gehen so langsam die Ideen aus, mit welchem Ansatz ich noch 
weitersuchen kann. Ich gehe mal davon aus, dass sich 55° nach 20 min 
unter Belastung noch nicht das Ende ist, zumal ich mit offenem Gehäuse 
messe.
Früher oder Später wird der Elko sicher wieder "hochgehen"

Was kann zu so einem Verhalten führen? Irgendwelche Unsyemtrieen im 
nachfolgenden Schaltnetzteil ? Es können eigentlich fast nur schnelle 
Lade/Entlade-Vorgänge am ESR einen Spannungsabfall erzeugen, was zu 
eienr Erwärmung führt... ?

Ich bin offen für gute Idee und Ansätze aller Art, dieses Problem weiter 
zu analysieren und zu lösen.

Vielen Dank
Gruss JoergZ

[der schreckliche Sven (Gast)]

Joerg Z. schrieb:
> Ohne Belastung findet ebenfalls eine ungleichmässige Erwärmung statt,

Ohne Belastung sollte sich da garnichts erwärmen.
Und auch bei schlappen 100Watt Ausgangsleistung (für das Netzteil 
vielleicht 120?) sollten sich so dicke Elkos nicht erwärmen.
Aber was da faul sein könnte?
Wenn einer zufällig das gleiche Teil zu Hause rumliegen hat, und die 
Zeit und Muße, es aufzuschrauben und reinzuschauen, könnte der Dir bei 
ausreichender Sachkunde vielleicht Tips geben. Alle Anderen brauchen 
mehr Input Deinerseits, z.B. FOTO!!

[Christian K. (Gast)]

Besorg Dir einen Trenntrafo und Oszillographiere mal die Spannung über 
den jeweiligen Elko. Die Bilder hier posten und dann weitersehen.

[Dieter (Gast)]

226*sqrt(2)=319V
152,5+153,6+2=307,1V
Die Kondensatoren scheinen in Reihe verschaltet zu sein.

Es fließt bereits ein Strom, so dass bereits Spannung irgendwo abfällt. 
Vielleicht wäre der Stromverbrauch von Netz meßbar ohne Last als Gedanke 
in den Blog geworfen.

Oszi Messung wäre gut. Auch eine Messung der Netzspannung, ob da nichts 
ungewöhnliches zu sehen ist.

[Manni (Gast)]

Hat jeder Elko in etwa die halbe Spannung? Vieleicht hat jeder noch 
einen Ausgleichswiderstand parallel und einer ist defekt. Das könnte die 
Spannungen verschieben, so das einer zu hohe Spannung hat. Mann könnte 
die Netzelkos auch ersetzen mit 2x 330µF/400V parallel.

[Joerg Z. (joergz)]

Manni schrieb:
> Hat jeder Elko in etwa die halbe Spannung? Vieleicht hat jeder noch
> einen Ausgleichswiderstand parallel und einer ist defekt. Das könnte die
> Spannungen verschieben, so das einer zu hohe Spannung hat. Mann könnte
> die Netzelkos auch ersetzen mit 2x 330µF/400V parallel.

Hallo Manni
ja hat er, siehe oben!

[Manni (Gast)]

Joerg Z. schrieb:
> ja hat er, siehe oben!

sorry hab ich übersehen

aber das könnte  man probieren.
> die Netzelkos ersetzen mit 2x 330µF/400V parallel.

[oszi40 (Gast)]

Joerg Z. schrieb:
> und Ansätze aller Art

Woher wisst Ihr denn, daß die Belastung immer gleich ist für die Elkos? 
Evtl. ist irgendwo noch bei Beinamputierter Kerko?
Reinigen? Etwas Alu-Konfetti und verlaufene Elkosuppe macht auch Spaß. 
Foto?

[Joerg Z. (joergz)]

Ich habe mal die Spannungen über den Elkos mit dem Oszi angeschaut, 
jeweils einmal in "grob"  und einmal in "fein". Einstellungen siehe 
Screenshots.

Für mich sieht das nicht wirklich kritisch aus.... jedenfalls nichts was 
eine auf eine ungewöhnliche Belastung hindeuten würde.

[Dieter (Gast)]

Aber vielleicht braucht der Wandler den virtuellen Mittelpunkt. Wenn ja, 
würde ich auf Resonanzkonverter tippen.

[*.* (Gast)]

Sicher, dass die Wärme vom Elko kommt?

[hinz (Gast)]

Wie heiß wird denn der Inrush-NTC?
Ist der Elko daneben der überhitzte?

[oszi40 (Gast)]

Zufällig Elkobrühe an hochohmigen MOSFETs?

[oszi40 (Gast)]

Joerg Z. schrieb:
> Mir gehen so langsam die Ideen aus

Glaube ich gerne, wenn ich im Hifi-Forum solche Gemeinheit wie 
stromleitende Montagebohrungen lese. 
http://www.hifi-forum.de/viewthread-71-11152-5.html

[Joerg Z. (joergz)]

... so hier noch ein paar Bilder von der Platine.

Die Elkos haben sich nach oben hin "entladen". Soweit ich das beurteilen 
kann, ist die Platine sauber.
Es ist allerdings eine sehr kompakte Bauform mit sicher mehr als zwei 
Layer auf der Platine. Wenn es natürlich irgendwo innendrinne etwas 
zerlegt hat, also Folge eines Elkoplatzers, ist das Teil ein 
Totalschaden.
Fremderwärmung kann ich weitestgehend ausschliessen, den NTC werde ich 
aber auf jeden Fall morgen nochmal genauer beobachten.

Edit: Ich kann mir aber nicht wirklich vorstellen, dass ein NTC so warm 
wird, dass ein Elko nebendran nach 20 min sich auf über 50° erwärmt... 
zumal der NTC + Umgebung sehr "gesund" aussieht

[hinz (Gast)]

Hast du eigentlich C300 und C301 schon geprüft?

[hinz (Gast)]

Joerg Z. schrieb:
> Edit: Ich kann mir aber nicht wirklich vorstellen, dass ein NTC so warm
> wird, dass ein Elko nebendran nach 20 min sich auf über 50° erwärmt...
> zumal der NTC + Umgebung sehr "gesund" aussieht

Ja, das Foto zeigt das, der NTC ist nicht schuld.

[Joerg Z. (joergz)]

hinz schrieb:
> Hast du eigentlich C300 und C301 schon geprüft?

Das sind die beiden Kondensatoren 270nF/400V
Ja habe ich geprüft, also Kapazität ist OK und Isolation ebenfalls.

[hinz (Gast)]

Tja, dann ist das wahrlich mysteriös. Einen so deutlich 
unterschiedlichen Ripplestrom hätte man ja im Oszillogramm sehen müssen.

[oszi40 (Gast)]

Joerg Z. schrieb:
> Kapazität ist OK und Isolation ebenfalls.

Was bei 9V gut aussieht, könnte bei 300V anders sein.
Abgesehen davon stöbre mal im Hifi-Forum. Die könnten auch was wissen.

[Dieter (Gast)]

Oder es war die Schaltung bereits ab Werk nich gut ausgelegt gewesen. C 
und interner Widerstand unterliegen Toleranzen, 20% sind nicht 
ungewöhnlich. In Serienschaltung wirkt sich das staerker aus.  Beide C 
mal vertauschen als Blindversuch...

[oszi40 (Gast)]

Dieter schrieb:
> vertauschen als Blindversuch...

Hat er schon oben gemacht. Eher vermute ich, daß igend ein Teil die hohe 
Spannung nicht ganz verträgt. Die SMD-Kerkos sehen etwas verschieden 
aus? Für wieviel Volt sind diese?

[Joerg Z. (joergz)]

oszi40 schrieb:
> Joerg Z. schrieb:
>> Kapazität ist OK und Isolation ebenfalls.
>
> Was bei 9V gut aussieht, könnte bei 300V anders sein.
> Abgesehen davon stöbre mal im Hifi-Forum. Die könnten auch was wissen.

Isolationsprüfung habe ich bei 250V gemacht, daher schon etwas 
aussagekräftig...

[Tany (Gast)]

Joerg Z. schrieb:
> Das sind die beiden Kondensatoren 270nF/400V
> Ja habe ich geprüft, also Kapazität ist OK und Isolation ebenfall
Tausche mal die beiden gegeneinander, dann bist du 100% sicher, ob die 
i.O sind. Ich glaube ja.
Interessant wären Oszisbilder U_GS von beiden Transistoren.

[Der Dreckige Dan (Gast)]

hinz schrieb:
> Ja, das Foto zeigt das, der NTC ist nicht schuld.

Aber sowas von nicht...

Woher wissen wir eigentlich, daß es C204 ist?! Vielleicht, weil er 
gleich mehrfach beheizt wird? Das kann neben dem NTC selbst der sot-223, 
oder gar der so-16 sein. Die beiden D2PAKs sind auch nicht weit genug 
entfernt, daß man sie ausschließen könnte.

Der Elko wirkt da regelrecht als Kühlkörper. Und da er so schön groß ist 
und auch noch aus Alu besteht, scheint er soo heiß zu sein. Dabei sind 
seine Heizer viel heißer ;-)

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Das ESR spielt bei solchen Elkos nur eine untergeordnete Rolle, denn sie 
sieben ja nur 100Hz.
Wie lange hat der B&O denn mit den originalen Elkos gespielt?

Joerg Z. schrieb:
> bei 226V Netzspannung habe ich an den
> Elkos 152,5V und 153,6 V Gleichspannung

Und das sollten die Elkos lt. Aufdruck ja ohne Probleme vertragen. Ich 
vermute, du bist da einer Charge aufgesessen, die nicht i.O. ist.
Hat das Dings übrigens keine PFC?

[Der Dreckige Dan (Gast)]

Matthias S. schrieb:
> Das ESR spielt bei solchen Elkos nur eine untergeordnete Rolle, denn sie
> sieben ja nur 100Hz.

Oha. Lange Pulse mit z.B. 3A heizen einen Elko also weniger auf, als 
viele kurze Pulse mit ebenfalls 3A?

Ferner sieben diese Elkos ausschließlich, der getaktete Primärstrom wird 
ihnen ja nicht entnommen...

Man lernt nie aus.

[Karl B. (gustav)]

Der Dreckige Dan schrieb:
> Oha. Lange Pulse mit z.B. 3A heizen einen Elko also weniger auf, als
> viele kurze Pulse mit ebenfalls 3A?
>
Hi,
die ganze Sache ist nicht nur einseitig vom Elko her zu betrachten.

Früher war ich auch immer der Meinung, je größer (mehr Kapazität) der 
Elko, umso besser beim "einfachen" Brückengleichrichter-Netzteil.
Bis ich merkte, dass die Gleichspannung am Verbraucher sogar sinkt, je 
dicker Elkos verwendet wurden. Und je besser dessen ESR.

Es gibt einen ganz einfachen Versuch:
Eine Glühlampe in Reihe mit dem Kondensator.
Dann sieht man, dass die Lampe anfängt zu leuchten, "Pendelleistung" 
fließt. Je mehr, desto kleiner der "Serienwiderstand" (Verluste) im 
Kondensator selbst.
Die muss die vorgeschaltete "Trafo"-Wicklung etc. auch leisten können.

Und Leistung ist Zeitintegral. Also je höher die Frequenz, desto mehr 
Leistung. Irgendwann kommen dann die anderen Verlustfaktoren noch mit 
ins Spiel und diejenigen der Schaltungsumgebung.

ciao
gustav

[Der Dreckige Dan (Gast)]

Danke Gustav für dein fragliches Wissen abseits meiner sehr einfachen 
Kernaussage.

[Karl B. (gustav)]

Joerg Z. schrieb:
> Ich bin offen für gute Idee und Ansätze aller Art, dieses Problem weiter
> zu analysieren und zu lösen.
Der Dreckige Dan schrieb:
> Danke Gustav für dein fragliches Wissen abseits meiner sehr einfachen
> Kernaussage.


Hi,
am zielführendsten,  den Schaltungsentwickler anschreiben.

Wenn man nicht weiterweiß, nimmt man Trockeneis. ;-)

ciao
gustav

[der schreckliche Sven (Gast)]

Bis jetzt hat sich noch keiner zu Wort gemeldet, bei dessen Beitrag ich 
sowas gedacht hätte wie: "Wow, der kennt sich aus". Ein jeder meint, er 
könnte seine (gefühlten) allgemeinen Elektronikkenntnisse auch auf 
Schaltnetzteile anwenden.

Hallo Joerg Z.
Die Oszilloskopbilder sind ja recht aussagekräftig. Ordentlich HF, wo 
sie nicht hingehört. Einen Elko erwischt es stärker als den Anderen. Ich 
kenne das: Alles wird heiß, sogar die Leiterbahnen, nur die Schuldigen 
läßt das relativ kalt: Die schnellen Mosfets. Das Mysterium löst sich 
auf, wenn in der Schaltung ursprünglich "langsame" Typen (Z.B. IRF840) 
vorgesehen waren, die dann ohne weitere Maßnahmen durch die schnellen 
Typen von STM ersetzt wurden.
 Also: Gate-Beinchen ablöten, hochbiegen, Ferritperle drauf, wieder 
anlöten. Bei bedrahteten Ferritperlen das Ganze möglichst kurz und 
bündig gestalten. Diese Operation sollte das Problem deutlich mindern.

[Karl B. (gustav)]

der schreckliche Sven schrieb:
> Das Mysterium löst sich
> auf, wenn in der Schaltung ursprünglich "langsame" Typen (Z.B. IRF840)
> vorgesehen waren, die dann ohne weitere Maßnahmen durch die schnellen
> Typen von STM ersetzt wurden.

Hi,
Also aller Wahrscheinlichkeit doch der Schaltungsentwickler (und die 
Folgeserien-Änderungen ohne ausreichende Tests.)

Selbst eine renommierte Marke scheint davon auch nicht verschont zu 
bleiben.
Wäre nur interessant zu erfahren, ob diese serientypischen Ausfälle auch 
anderweitig noch bestätigt wurden.

ciao
gustav

[Dieter (Gast)]

Was kommt nach den Elkos in der Schaltung?
Was ist am Mittelpunkt der Elkos angeschlossen?

Es bleibt ohne Schaltplan nur reverse engineeerriing übrig.
Oder jemand hat einen Tip um an einen Schaltplan zu kommen.

Als Rumble 100 V3 schematics-diagrams.pdf. findet man den Schaltplan des 
Netzteil Teilabschnitts auf einer der pdf Seiten.

[Joerg Z. (joergz)]

Dieter schrieb:
> Was kommt nach den Elkos in der Schaltung?
> Was ist am Mittelpunkt der Elkos angeschlossen?
>
> Es bleibt ohne Schaltplan nur reverse engineeerriing übrig.
> Oder jemand hat einen Tip um an einen Schaltplan zu kommen.
>
> Als Rumble 100 V3 schematics-diagrams.pdf. findet man den Schaltplan des
> Netzteil Teilabschnitts auf einer der pdf Seiten.

Diese Schaltung habe ich auch schon gesehen, passt aber nicht so 
wirklich zu dem, was ich hier habe.
Der Mittelpunkt der Elkos ist auf den Stecker rausgeführt, mit dem die 
115/230V - Umschaltung realisiert wird.
Jeder dieser Elkos hat dann einen der 270nF/400V Kondensatoren C300/C301 
parallel.
Dann geht es weiter auf die FETS ST B20NM50

[hinz (Gast)]

Joerg Z. schrieb:
> Diese Schaltung habe ich auch schon gesehen, passt aber nicht so
> wirklich zu dem, was ich hier habe.

ACK.

> Der Mittelpunkt der Elkos ist auf den Stecker rausgeführt, mit dem die
> 115/230V - Umschaltung realisiert wird.
> Jeder dieser Elkos hat dann einen der 270nF/400V Kondensatoren C300/C301
> parallel.

Sicher, dass die Mittelpunkte verbunden sind?


> Dann geht es weiter auf die FETS ST B20NM50

Ich sehe da ehr einen Halbbrückengegentaktwandler.

http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/hgw.png

[Joerg Z. (joergz)]

Tany schrieb:
> Tausche mal die beiden gegeneinander, dann bist du 100% sicher, ob die
> i.O sind. Ich glaube ja.

Also ein Tausch der Kondensatoren C300 und C301 verändert an der 
Situation nichts.
Was ich mir (morgen abend) anschauen werde, ist die Ansteuerung der 
FETs, und ob da eine "Verlangsamung" durch Ferrit-Perlen möglich ist und 
etwas bringen könnte. Die B20NM50 sind im D²PAK - Gehäuse, was ein 
Einsatz von den Ferrit-Perlen sicher nicht so einfach macht.

Um eine Erwärmung durch die Umgebung auszuschliessen, würde ich den 
betroffenen Elko mal mit massiv 1,5mm² einige Zentimeter vom Board 
entfernt betreiben.

Ich werde mal versuchen, einen Plan rauszuzeichnen, jedenfalls soweit um 
eindeutig den Wandlertyp zu identifizieren.

Gibt es irgendwo eine gute Übersicht von den üblichen "Strukturen", bei 
denen auch ein umschaltbarer 115/230V Betrieb möglich ist, damit ich 
mich beim orientieren etwas einfacher tue ?

[der schreckliche Sven (Gast)]

hinz schrieb:
> Sicher, dass die Mittelpunkte verbunden sind?

Na klar, Hinzi! In Amiland ist das dann eine 
Spannungsverdopplerschaltung. Weitbereichseingang Annodazumal.

[der schreckliche Sven (Gast)]

Joerg Z. schrieb:
> Gibt es irgendwo eine gute Übersicht von den üblichen "Strukturen", bei
> denen auch ein umschaltbarer 115/230V Betrieb möglich ist, damit ich
> mich beim orientieren etwas einfacher tue ?

Siehe Bild.
Schalter offen: 230 Volt
Schalter geschlossen: 115 Volt

[Kurt (Gast)]

Joerg Z. schrieb:

> Mir gehen so langsam die Ideen aus, mit welchem Ansatz ich noch
> weitersuchen kann. Ich gehe mal davon aus, dass sich 55° nach 20 min
> unter Belastung noch nicht das Ende ist, zumal ich mit offenem Gehäuse
> messe.
> Früher oder Später wird der Elko sicher wieder "hochgehen"

Kann es sein dass du dir Wirbelströme durch Trafo oder Drossel usw. im 
Bechergehäuse einfängst?


 Kurt


.

[hinz (Gast)]

der dämliche Sven schrieb:

> Na klar, Hinzi! In Amiland ist das dann eine
> Spannungsverdopplerschaltung. Weitbereichseingang Annodazumal.

Du hast das Thema vefehlt.

[Dieter (Gast)]

Nach dem Datenblatt wird das Netzteil mit 100 kHz getaktet. bei maximal 
500W Output und Wirkungsgrad von ca. 80%, käme ich auf eine mittlere 
Stromaufnahme von bis zu 2A des Netzteiles. Der Peak des Stromdreiecks 
müßte bis 4A gehen.

Schau mal auf der Platine nach ob der Gleichrichter ein GBU806, das 
Schaltwandler SteuerIC ein NCP1271A ist. Dann hätte ich vielleicht des 
Schaltplan des Netzteiles gefunden.

680uF (in Serie die Hälfte also 340uF):
Z(50Hz)= ca 4,7 jOhm  (9,4 jOhm)

Für 2A/4A, R_Last 150/75 Ohm
T=RC   100 / 50 ms  (50 / 25 ms)

50Hz sind 20ms, eine Halbwelle 10ms;

4A, 340uF, 25ms zu 10ms, t=2.5T =>  delta U 10%
Bei voller Lautstärke wären 100Hz hörbar, wenn diese nicht durch die 
anderen Signale gut verdeckt würden. Also viele Reserven sind hier nicht 
vorhanden.

Schalttakt hat 100kHz, 10us. 1/2500 der Ladung bei 2000 facher Frequenz
Ab 10kHz geht der ripple current correction faktor steil hoch. Somit ist 
der Elko stärker belastet durch die 50Hz (Umwandlung in Wärme).

Nach dem Schaltplan sind eigentlch keine weiteren Kondensatoren zur 
Entlastung vorgesehen. Somit muss dieser einen großen Teil der 
Schaltwanderspitzen ebenfalls glätten. Zugleich sollen die Verluste im 
Kondensator zur Schwingungsdämpfung einen Beitrag leisten.
Die 0,015uF leisten keine nennenswerten Beitrag (schnelle Kondensatoren 
müßten 340..680nF aufweisen zur Entlastung gegen Transiente müßten 
dieser um einen Widerstand ergänzt werden).

Das mit den Kondensatoren könnte besser gemacht werden, aber dann halten 
die Geräte ja zu lange. Bei den LED-Lampen sehe ich das auch, wie diese 
sich recht zuverlässig verabschieden, so dass ich die angegebenen 
Laufzeiten noch nicht verifizieren konnte. Wer schreibt sich das Datum 
des einsetzens auf das Gehäuse?

[oszi40 (Gast)]

Dieter schrieb:
> keine weiteren Kondensatoren zur Entlastung vorgesehen

Früher hat man eher viele STATT einen Elko eingesetzt um Wäreme und ESR 
zu überlisten. Wenn ich aber im Hifi-Forum lese, wieviele verschiedene 
Ausführungen dieses Gerätes gebaut wurden, wird manches am 125ASX2 erst 
beim Kunden gereift sein? Wenn noch Platz im Gehäuse sein sollte würde 
ich dem heißen Elko testweise einige Kerkos parallel spendieren.

[Karl B. (gustav)]

Dieter schrieb:
> Nach dem Schaltplan sind eigentlch keine weiteren Kondensatoren zur
> Entlastung vorgesehen. Somit muss dieser einen großen Teil der
> Schaltwanderspitzen ebenfalls glätten.

Karl B. schrieb:
> Es gibt einen ganz einfachen Versuch:
> Eine Glühlampe in Reihe mit dem Kondensator.
> Dann sieht man, dass die Lampe anfängt zu leuchten, "Pendelleistung"
> fließt. Je mehr, desto kleiner der "Serienwiderstand" (Verluste) im
> Kondensator selbst.

Deswegen soll man ja für "alte" Röhreradio-Lade-Siebkondensatoren bloß 
keine mit gutem ESR nehmen.

Sonst altern sie schneller.

ciao
gustav

[Joerg Z. (joergz)]

Dieter schrieb:
> Schau mal auf der Platine nach ob der Gleichrichter ein GBU806, das
> Schaltwandler SteuerIC ein NCP1271A ist. Dann hätte ich vielleicht des
> Schaltplan des Netzteiles gefunden.

Habe mir mal den Steuer-IC angeschaut, es ist ein SG3525A. Gleichrichter 
würde zwar nach deinen Angaben passen, aber der SG3525A unterscheidet 
sich doch stark von dem NCP1271A.

[Joerg Z. (joergz)]

oszi40 schrieb:
> Dieter schrieb:
>> keine weiteren Kondensatoren zur Entlastung vorgesehen
>
> Früher hat man eher viele STATT einen Elko eingesetzt um Wäreme und ESR
> zu überlisten. Wenn ich aber im Hifi-Forum lese, wieviele verschiedene
> Ausführungen dieses Gerätes gebaut wurden, wird manches am 125ASX2 erst
> beim Kunden gereift sein? Wenn noch Platz im Gehäuse sein sollte würde
> ich dem heißen Elko testweise einige Kerkos parallel spendieren.

Habe mal testweise beiden Elkos je 3 Stück 1.5nF/2kV 
Keramik-Scheibenkondensatoren parallel geschaltet (BC RR 152K 2kV). 
Leider ohne eine Verbesserung.

[hinz (Gast)]

Joerg Z. schrieb:
> Dieter schrieb:
>> Schau mal auf der Platine nach ob der Gleichrichter ein GBU806, das
>> Schaltwandler SteuerIC ein NCP1271A ist. Dann hätte ich vielleicht des
>> Schaltplan des Netzteiles gefunden.
>
> Habe mir mal den Steuer-IC angeschaut, es ist ein SG3525A. Gleichrichter
> würde zwar nach deinen Angaben passen, aber der SG3525A unterscheidet
> sich doch stark von dem NCP1271A.

Ich sags doch: ungeregelter Halbbrückengegentaktwandler.

[Joerg Z. (joergz)]

So, ich habe jetzt mal den warm werdenden Elko mit etwa 5cm Abstand zur 
Platine auf zwei massive 1.5mm²-Drähte "gestellt".
Und siehe da, er bleibt kalt. (Nach 20 min bei ca 100W Ausgangsleistung 
unter 30°C)
Ich habe dann gleich Testweise aus 0,5mm Alu-Blech einen Zylinder in 
etwa der Grösse des Elkos gebogen, und diesen an dessen Stelle 
platziert.
Interessant ist, dass er sich nach den üblichen 20 min auf ca 45°C 
erhitzt, obwohl er eigentlich über die Oberfläche innen ziemlich viel 
Wärme abgeben können sollte, sofern er nur von aussen "angestrahlt" 
wird.
Deswegen tendiere ich zu Kurt's Wirbelstrom Theorie.
Gibt es hier Erfahrungen ?

Spricht denn etwas dagegen, die Anschlüsse des Elkos noch etwas weiter 
zu "verlängern" und diesen in einen weniger "gefährdeten" Bereich zu 
versetzen. Platz müsste sich schon noch finden lassen.

Vielen Dank auf jedenfalls an alle Beteiligten, die bisher etliche sehr 
gute Ideen und Ansätze zu dieser Problemstellung beigetragen haben.

[hinz (Gast)]

Joerg Z. schrieb:
> Deswegen tendiere ich zu Kurt's Wirbelstrom Theorie.
> Gibt es hier Erfahrungen ?

Bau dir eine Sonde aus Kupferlackdraht. Oszi hast du ja.

Ich sehe aber keine Quelle...

[Christian K. (Gast)]

Eine Wirbelstromheizung für das Alugehäuse eines Elkos. Da muß man 
erstmal drauf kommen. Das muß ein recht kräftiges AC Feld sein. Mit 
einer 10mm Spule mit ein, zwei Windungen, evt. direkt an Koaxkabel 
anlöten und Scope auf 50 Ohm stellen sollte den Übeltäter entlarven. 
Verdächtige Trafos drumherum gibt es ja genug.

[Der Dreckige Dan (Gast)]

Joerg Z. schrieb:
> Deswegen tendiere ich zu Kurt's Wirbelstrom Theorie.

Christian K. schrieb:
> Eine Wirbelstromheizung für das Alugehäuse eines Elkos. Da muß man
> erstmal drauf kommen.

Blanker Unsinn verkauft sich eben immer noch am besten. Es klingt so 
schön spektakulär, daß einfach was dran sein muss...

Nun ja, Hinz hat das Problem ja längst benannt, wie immer eigentlich. 
Das Hirn einschalten muss allerdings jeder selbst. Noch 15 Beiträge, und 
Freie Energie kommt als Übeltäter ins Spiel.

Am besten gefallen hat mir das mit den defekten und Hitze erzeugenden 
Folkos, weiter oben. Dicht gefolgt von den Wirbelströmen im Alu.
Soll heißen, mehr Unsinn tu ich mir hier nicht weiter an, viel Erfolg 
noch beim "Suchen" des Problems! Der Fall ist längst gelöst und 
inzwischen bestätigt.

[Dieter (Gast)]

Nachdem der Takt 160kHz statt 100 ist und die Waerme durch Wirbelstroeme 
ensteht, habe ich die Wandlaerdrossel im Verdacht, dass diese im inneren 
einen Sprung bekommen hat.
Denn beide Folgen wuerde damit korrelieren. Deine Loesung ist ok, da die 
Wandlaerdrossel zu tauschen problematisch waere.

[oszi40 (Gast)]

Christian K. schrieb:
> Wirbelstromheizung für das Alugehäuse eines Elkos.

Bei der Nähe zu Induktivitäten hat er noch Glück, daß sich der Elko 
nicht dreht wie die Aluscheibe :-)

[hinz (Gast)]

Dieter schrieb:
> Nachdem der Takt 160kHz statt 100 ist und die Waerme durch Wirbelstroeme
> ensteht, habe ich die Wandlaerdrossel im Verdacht, dass diese im inneren
> einen Sprung bekommen hat.

Die Schaltfrequenz wird vom SG3525, bzw dessen Beschaltung, bestimmt.

100kHz wird die PWM-Frequenz der Audioendstufe sein, ist ja Klasse-D.

[Dieter (Gast)]

Im Datasheet auf Seite 12 steht 90-590kHz der Verstaerker und 100kHz die 
Stromversorgung.

[oszi40 (Gast)]

Eigentlich wäre mir die Frequenz egal. Zur Diagnose Sonde reinhängen von 
wo das Übel kommt, wurde schon genannt. Frage ist eher, wie man den 
warmen Elko elegant abschirmen könnte, ohne ihn verlegen zu müssen. Ob 
ein Stück Blech od. Mu-Metall einer alten Oszi-Abschirmung schon hilft?
Interessant wäre evtl. ob bei späteren 125ASX2-Netzteilen eine bessere 
Lösung gegen induktive Erwärmung gefunden wurde.

[hinz (Gast)]

Dieter schrieb:
> Im Datasheet auf Seite 12 steht 90-590kHz der Verstaerker und
> 100kHz die
> Stromversorgung.

Sieh an, es gibt von B&O ein Datenblatt.

Dann sollte man mal nach den frequenzbestimmenden Bauteilen des SG3525 
sehen.

[der schreckliche Sven (Gast)]

Der Dreckige Dan schrieb:
> Hinz hat das Problem ja längst benannt,


hinz schrieb:
> Wie heiß wird denn der Inrush-NTC?

hinz schrieb:
> Ja, das Foto zeigt das, der NTC ist nicht schuld.

hinz schrieb:
> Tja, dann ist das wahrlich mysteriös.


Joerg Z. schrieb:
> Ohne Belastung findet ebenfalls eine ungleichmässige Erwärmung statt,

Ohne Kommentar.

[hinz (Gast)]

der dämliche Sven schrieb:
> Ohne Kommentar.

Besser so.

[Dieter (Gast)]

>hinz schrieb im Beitrag #5308832
> Dann sollte man mal nach den frequenzbestimmenden Bauteilen des SG3525
> sehen.

Richtig hinz, das sollte man auch.

Mit Induktionsheater ist auch ein Beeinflussung dieser Teile moeglich, 
so dass U Stoer sich positiv in der Einphase und negativ in der Ausphase 
addiert.  Riss kann daher nicht gaenzlich ausgeschlossen werden.

[Joerg Z. (joergz)]

so... ich habe mal eine Sonde gebastelt, 1,5mm², ca 10mm Durchmesser, 
gut 2 Windungen. Auf der Oszi-Seite habe ich die Leitung mit 50 Ohm 
abgeschlossen.

Beim dem Versuch entsprechend mit der üblichen belastung Belastung, ca 
100W Ausgangsleistung.

Ich hätte etwas mehr Pegel erwartet, wobei mir zugegebenermaßen die 
Erfahrung bei solchen Messungen fehlt.

[Diodenes D. (diodenes)]

Hm, also mich wundert es eigentlich sehr, daß der NTC (R200) hier so 
frühzeitig und wie selbstverständlich aus der Lostrommel geflogen ist - 
immerhin lehnt der Kerl bäuchlings mit seiner ganzen Schönheit 
vertrauensvoll angeschmiegt am C204! In der Medizin würde man so eine 
Anordnung wohl als einen "Kunstfehler" bezeichnen - einen Heißleiter mit 
einem quasi als Kühlkörper drangeklebten Elko ;-)

Joerg Z. schrieb:
> Fremderwärmung kann ich weitestgehend ausschliessen,

Wieso? Dein Test mit dem Hochsetzen des Elkos hat doch genau das 
Gegenteil ergeben, nämlich daß der Elko eigentlich kühl bleibt, es sei 
denn, er muß genau an dieser unglückseligen Stelle sitzen, die ihm die 
Dänen zugedacht haben.

Bleibt also noch die Suche nach der offensichtlich externen Wärmequelle:

Opake Wirbelströme, kosmische Hintergrundstrahlung und natürlicher 
alpha-Zerfall erscheinen mir ausreichend abwegig, um sie gemäß "Ockhams 
Rasiermesser" bis auf weiteres erst einmal grundsätzlich abzulehnen ;-)

Naheliegend - und nicht nur räumlich - ist dagegen der NTC.

> den NTC werde ich
> aber auf jeden Fall morgen nochmal genauer beobachten.

Kam dabei schon was raus?

> Edit: Ich kann mir aber nicht wirklich vorstellen, dass ein NTC so warm
> wird,

Und wie der das werden kann.
Der NTC heißt im Deutschen nicht ganz zufällig Heißleiter. Wenn es 
völlig anders wäre, dann hätte man ihn einst "Lauwarmleiter" getauft ;-)

Wenn Du Dir ein zugehöriges Datenblatt ansiehst, dann siehst Du, daß so 
ein Ding durchaus mehrere(!) Hundert Grad heiß werden kann, und zwar 
innerhalb seiner ganz normalen Betriebsparameter! Wenn man da jetzt noch 
einen Elko dranpappt, dann ... geht das nicht lange gut ;-)

Der Herr Epcos schreibt dazu in einem seiner Datenblättchen für ein 
typisch es Inrush-Heißleiterlein, wie es auch auf Deiner Platine 
herumsteht:

"When loaded with maximum allowable current/power and the specified 
dissipation factor is taken as a basis, the NTC thermistor may reach a 
mean temperature of up to 250 °C.
The heat developed during operation will also be dissipated through the 
lead wires. So the contact areas, too, may become quite hot at maximum 
load.
When mounting NTC thermistors you have to ensure that there is an 
adequate distance between the thermistor and all parts which are 
sensitive to heat or combustible."

Oder auf deutsch:
Das Design der Platine ist totaler Murks. Elko und NTC gehören nicht 
zusammen (siehe Epcos, letzter Satz). Von dem Sicherungshalter, der dem 
NTC irgendwann die Kehle aufschlitzt, ganz zu schweigen...

Bei kräftigeren (oder seriöseren) Endstufen dieser Art wird deshalb der 
Heißleiter üblicherweise kurz nach dem Einschalten durch ein Relais 
(/Thyristor/Triac) aus dem Spiel genommen. Beim Überfliegen Deiner 
Bildchen habe ich jetzt nichts derartiges gesehen.
Das bedeutet, daß der NTC entweder tatsächlich permanent die Umgebung 
beheizt, oder daß eine eventuell doch vorhandene (von mir nicht 
gesehene) Schutzschaltung nicht mehr den NTC überbrückt, weil sie defekt 
wäre. Beides würde man aber eigentlich nicht wollen, weil's dann zünftig 
warm wird in der fraglichen Ecke.

Ich könnte mir deshalb in etwa folgendes "Unfallgeschehen" vorstellen:

Der NTC erwärmt im Betrieb permanent den armen C204, dem daraufhin 
irgendwann alles zuviel wird, bis ihm schließlich vollends der Hut 
hochgeht.

Auf dem Weg zu diesem Ereignis wird freilich die Spannungssituation um 
besagten C bereits immer wackliger, und das daraus folgende Geripple und 
Gerappel ließe dann auch seinen Compagnon C203 zusehends weniger kalt.

Das Ende vom Lied wäre der desertierte Kondensator und sein trauriger 
Kamerad.

Folgender Versuch könnte die Sache aufklären:
Löte den NTC aus, verbinde ihn mit zwei etwas längeren Drähten mit der 
Platine und lass die Sache dann unter Last ein Weilchen laufen. Oder 
löte einen Schalter an (berührsicher!), mit dem Du den NTC nach dem 
Einschalten überbrücken kannst.

[hinz (Gast)]

Diodenes D. schrieb:
> Folgender Versuch könnte die Sache aufklären:
> Löte den NTC aus, verbinde ihn mit zwei etwas längeren Drähten mit der
> Platine und lass die Sache dann unter Last ein Weilchen laufen. Oder
> löte einen Schalter an (berührsicher!), mit dem Du den NTC nach dem
> Einschalten überbrücken kannst.

ACK, das wäre allemal sinnvoll.

[hinz (Gast)]

Joerg Z. schrieb:
> 1,5mm²,

Arg viel.


> ca 10mm Durchmesser,

o.k.


> gut 2 Windungen.

Arg wenig.

[oszi40 (Gast)]

hinz schrieb:
>> gut 2 Windungen.
>
> Arg wenig.

Bei 100 MHz hätte ich ca. 7 Wdg. über Bleistift gewickelt.

[Dieter (Gast)]

Kaltleiter soll Einschaltstrom auf 16A begrenzen. Ca 16Ohm mit 
Widerstand der Drosseln.  Und bei 2A volle Leistung sollen nicht 30W an 
diesem verheizt werden.

[jkgh (Gast)]

Schon, Dieter. Vielleicht auch noch schlecht dimensioniert.

[Kurt (Gast)]

Diodenes D. schrieb:
> Hm, also mich wundert es eigentlich sehr, daß der NTC (R200) hier so
> frühzeitig und wie selbstverständlich aus der Lostrommel geflogen ist -
> immerhin lehnt der Kerl bäuchlings mit seiner ganzen Schönheit
> vertrauensvoll angeschmiegt am C204! In der Medizin würde man so eine
> Anordnung wohl als einen "Kunstfehler" bezeichnen - einen Heißleiter mit
> einem quasi als Kühlkörper drangeklebten Elko ;-)

Ist das wirklich ein Heissleiter, oder nur ein Varistor?

Wenn ein Heissleiter dann braucht man sich nicht zu wundern. (oder erst 
recht)


 Kurt

[Joerg Z. (joergz)]

so ich hab mal wieder etwas Zeit gefunden, an dem Teil weiterzumachen.
Elko wieder in original-Position, den NTC so "verlängert", dass er 
keinen thermischen Einfluss auf die Elkos nehmen kann.
Nach ca 15min ist der Elko wieder nahe den 50°C, der NTC irgendwo um die 
60°C. Er hilft sicher beim Erwärmen mit, aber Hauptursache ist er nicht.

Ich will mir jetzt noch die Beschaltung rund um den Schaltregler 
anschauen, ob ich da einen Grund finde, wieso der Regler nicht mit den 
im Datenblatt angegebenen 100kHz läuft, sondern mit 160kHz.

[Joerg Z. (joergz)]

Also der Oszillator tut das, was er aufgrund seiner externen Beschaltung 
machen sollte:
RT = 6,8 kOhm
CT = 1,2 nF
Rd = 100 Ohm

Nach der auf 
http://tahmidmc.blogspot.de/2013/01/using-sg3525-pwm-controller-explanation.html 
gefundenen Formel, die sich auch mit den Kurven im Datenblatt deckt 
komme ich auf etwa 164,7 kHz, was sich auch ziemlich gut mit den 
Oszi-Screenshots deckt.

Ich denke ich versuche jetzt die Elkos mit möglichst kurzen Leitungen 
irgendwo weit weg von dem Streufeld des Übertragers zu platzieren. Viel 
mehr Möglichkeiten sehe ich aktuelle nicht.

Vielen Dank nochmals an alle Beteiligten und einen schönen 
(Rest-)Sonntag
JoergZ

[Dieter (Gast)]

Ausgeschlossen werden kann nicht, dass der Hersteller beim 
Schaltnetzteil von seinem Datenblatt abwich. Er koennte aber damit die 
Grundlage fuer Deinen Temperaturfall geschaffen haben.

[der schreckliche Sven (Gast)]

Hallo Joerg,
Ich habe neugierhalber die Situation mit Elko und NTC mal aufgebaut. Mit 
Teilen aus der Grabbelkiste: 330µF/400V und NTC 5 Ohm (wie auf den 
Fotos, die vom Verstärker im Netz zu finden sind). Dicht nebeneinander 
und mit Silikonbatzen. Lastwiderstand 410 Ohm (2x820 parallel). Um das 
mal ohne Schaltnetzteil nachzustellen.
Ergebnis:
Nach einer Stunde ohne Silikon hatte sich der Elko um 5 Grad erwärmt.
Nach einer Stunde mit Silikon waren es 18 Grad.
Den NTC konnte ich jederzeit anfassen (max 50 Grad, schätze ich).

Den NTC an den Elko zu pappen, ist sicher Pfusch, aber ein Elkoplatzer 
wird das nicht. Zumal der NTC mit steigender Temperatur immer 
niederohmiger wird.

Die Lastwiderstände 820 Ohm/100 Watt wurden bei der Aktion ein wenig 
überhitzt. Jetzt haben sie 840 Ohm. Ulkig, oder?

[der schreckliche Sven (Gast)]

Joerg Z. schrieb:
> Viel
> mehr Möglichkeiten sehe ich aktuelle nicht.

Du kennst doch die Temperaturen von Elko und NTC. Wie schauts denn mit 
dem übrigen Gezeter aus?
Du hast doch ein Oszilloskop.
Entweder machst Du viel zu wenig Messungen, oder keiner erfährt was 
davon.

[SMPS (Gast)]

Hi,

warum reiten eigentlich alle auf der ELKO Temperatur rum?

50/60°C sind doch noch recht kalt.

Das sind 105°C Elkos und somit für den DAUERBETRIEB bei maximalem 
Ripplestrom mit 105°C ausgelegt.
Selbst wenn der ELKO noch heisser sein sollte, verkürzt das nur die 
Lebensdauer.

Das bei einem kompakten Netzteil Design die Abwärme vom Trafo oder den 
MOSFETs in die Leiterplatte und die Elkos gekühlt werden ist 
unvermeidbar, wenn man CE auf das Netzteil haben will. Denn es dürfen 
die Bauteile alle gewisse Grenzwerte nicht überschreiten.

Sinnvoller wäre mal die Temperaturen der MOSFETs, Trafo und sonstiger 
Bauteile zu Messen/kennen.

Es kann ja auch sein, dass der Fehler erst bei Erwärmung des 
Netzteils/Verstärkers auftritt ...

Wie lang dauert es denn, bis die Elkos kaputt sind?
Wochen, Tage, Stunden?

Wie sieht denn die Ausgangsspannung aus?

Viele Grüße

[SMPS (Gast)]

Hallo Joerg,

kannst Du mal ein hochaufgelöstes, scharfes Foto von der Unterseite des 
Netzteils machen?

Welcher Schaltregler IC ist da drauf?
Dann könnte man den Schaltplan dazu raussuchen.
Ich gehe davon aus, das mann die Standardapplikation vom IC Hersteller 
benutzt.
Laut Bild würde ich auf ein einstufiges Schaltnetzteil ohne PFC 
schliessen.
Es ist vermutlich ein LLC Resonanzwandler mit externer Streudrossel.

Dieser Wandlertyp arbeitet sehr effizient und braucht bei der geringen 
Leistung wenig Kühlung.
Ausserdem erzeugt er wenig Störungen, wozu man dann auch nur wenig 
Filter im Primärteil benötigt, was lauf Fotoa auch der Fall ist.

Viele Grüße
SMPS

[Niemand (Gast)]

SMPS schrieb:
> Hallo Joerg,
>
> kannst Du mal ein hochaufgelöstes, scharfes Foto von der Unterseite des
> Netzteils machen?
>
> Welcher Schaltregler IC ist da drauf?
> Dann könnte man den Schaltplan dazu raussuchen.
> Ich gehe davon aus, das mann die Standardapplikation vom IC Hersteller
> benutzt.
> Laut Bild würde ich auf ein einstufiges Schaltnetzteil ohne PFC
> schliessen.
> Es ist vermutlich ein LLC Resonanzwandler mit externer Streudrossel.

Da oben stand was von einem SG3525, das ist der den du meinst?
Hinz hat es als
> Ich sags doch: ungeregelter Halbbrückengegentaktwandler.
identifiziert?