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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Class D TL494


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von Pablo (Gast)


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Hello

Bräuchte eure Hilfe.

Habe hier eine Class D Endstufe mit Problemen.

Endstufen Mosfets sind bereits ausgelötet um nur das Netzteil zu testen.

Netzteil Mosfets sind noch bestückt weil alle intakt sind.

Habe Probleme mit der PWM. Im Einschaltmoment, Remote, geht das 
Labornetzteil in die Strombegrenzung. Kurz darauf geht die Endstufe an 
und stellt auch ein fast sauberes Rechtechtsignal zur Verfügung, Pin 8 
und 11 vom TL494 (Bild 1). Kurz darauf geht sie an aus und fährt wieder 
hoch aber mit einem echt hässlichen "Rechteck" (Bild 2) und bleibt dann 
auch an, Ruhestrom ca. 2A konstant.

Bilder 3/4 ist Kanal 2 (Grün) was am Gate der Netzteil Mosfets anliegt.

Vermute einen Defekt zwischen den Komparatoren LM339M und dem TL494.

Habt ihr eine Idee welche Bauteile ich testen soll? Mein Wissen 
beschränkt sich eher auf Analoge Endstufen. Habe mit Class D noch wenig 
Erfahrung.

Danke euch

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Komm bloß nicht auf die Idee, Bilder vor dem Hochladen umzubenennen - es 
könnte glatt jemand verstehen, welches Bild Du wo meinst.

Ich nehme auch mal an Du hast kein Problem mit der Endstufe, sondern ein 
Problem mit dem Netzteil. Da ist eine Kombination von LM339 
(Schutzschaltung) und TL494 (PWM-Regler) häufig.

Schon mal gemessen ob das Netzteil sekundärseitig okay ist oder ob es 
dort durchlegierte Dioden oder Endtransistoren in den Endstufen gibt?

Mach doch mal ein Foto von der Platine.

von wdh, vg, kp (Gast)


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Pablo schrieb:
> Habt ihr eine Idee welche Bauteile ich testen soll? Mein Wissen
> beschränkt sich eher auf Analoge Endstufen. Habe mit Class D noch wenig
> Erfahrung.

Was genau willst Du mit (D)einem TL494-Class-D-Amp (be-)treiben?

Ich meine das völlig ernst, ich will von Dir erfahren, welche Art
Lautsprecher Du geplant hast. Und ja, das will ich aus gutem Grund.


Ben B. schrieb:
> Komm bloß nicht auf die Idee

Ja, die Informationen sind mager, und die paar vorhandenen sind nicht
"leicht verdaulich aufbereitet", könnte man sagen...

Möglicherweise ist dieses Projekt allerdings eh weitgehend sinnfrei -
Pablos Antwort auf meine Frage dürfte schnell klar machen, ob Pablo
(/und auch wir) überhaupt daran weiterarbeiten, oder es schnellstens
verwerfen(/wir Pablo erst mal Dreiecksgeneratoren zeigen) sollte(/n).

Das würde zumindest ich gerne zuvor klären.

(Obwohl es dabei ganz sicher nicht um mich geht, sondern um Vernunft:

Nicht, daß der arme Pablo einen Amp erhält, den er an der geplanten
Stelle/bei der geplanten Anwendung nicht (vernünftig) einsetzen kann.
Es könnte gut sein, daß er ihn dann eh gar nicht hätte bauen wollen.

Dabei wäre jede weitere Minute seiner und unserer Zeit verschwendet.
Mag sein, daß er "draus was lernte", aber es gibt auch andere Wege.
Sollte er ihn freiwillig zu Lernzwecken fertigbauen wollen - okay...

...aber dann sollte es ebendies sein: Seine freie Wahl.)


Also, Pablo, was genau soll irgendwann an Deine(n) TL494 Verstärker?

von Pablo (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Komm bloß nicht auf die Idee, Bilder vor dem Hochladen umzubenennen - es
> könnte glatt jemand verstehen, welches Bild Du wo meinst.

Mein Fauxap.

Netzteil sekundärseitig in Ordnung. Railspannugen passen auch, 85V. 
Dioden Ordnung.

Habe noch vergessen zu erwähnen das am LS Ausgang ca. 7V DC anliegen.

von wdh, vg, kp (Gast)


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Ach, das ist ein Subwoofer-Amp - vergiß, was ich schrieb. Alles (!).
(Aber zeig, sag, nenn nächstes mal bitte schon in der Eingangsfrage ein
paar Infos mehr als nur Oszibilder und Andeutungen eines Fehlerbildes.
Sei so nett.)

von Pablo (Gast)


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wdh, vg, kp schrieb:
> Sei so nett.)

Mach ich. Danke

von minifloat (Gast)


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Q216 sieht aus, als wäre am Gehäuse was abgeplatzt. Kann wegen 
Beleuchtung auch täuschen.

Pablo schrieb:
> Habe noch vergessen zu erwähnen das am LS Ausgang ca. 7V DC anliegen

Dann schau' erstmal woher die kommen, bevor du mit dem Schaltwandler 
und dem TL494 für die +-85V Rails herumspielst. Ich denke, ein Opamp in 
der Rückkopplung des Class-D-Amps ist abgebrannt.
Ich kann mir schlecht vorstellen, dass die den TL494 auch für den 
Audiokrempel benutzen.

mfg mf

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Ach sieh mal an, eine MTX TA7801 also. Wußte ich's doch gleich was das 
ist. Schick, daß Du noch eine vollbestückte hast. Die gibts auch als 
Sparversion kurz vor Firmenpleite, da fehlen zwei Endstufentransistoren, 
der Kühler ist kürzer und ein paar Elkos sind nicht bestückt.

Wenn Du alle Endstufentransistoren ausbaust ist klar, daß etwas DC am 
Ausgang stehen kann. Die Endstufe hat ja keine Möglichkeit mehr, das 
wegzuregeln.

Schade, daß man nicht sieht welche Bauteile noch unter dem Kühler 
sitzen. Ich weiß auch nicht ob das ein geregeltes Netzteil ist (falls 
ja, wäre das Mini-Rechteck im Leerlauf normal, falls nicht müsste immer 
ein nahe 50/50 Rechteck anliegen). Liegen unter dem Kühler noch 
Siebdrosseln zwischen den Sekundär-Dioden des Netzteils und den dicken 
Kondensatoren an den HV Rails?

Bei solchen Netzteilen ist es durchaus üblich, daß die keinen Softstart 
haben. Dann erzeugt so ein Netzteil beim Einschalten mal eben einen 
100..200A Spike, völlig normal, vor allem bei ungeregelten Netzteilen 
und geregelte Netzteile sind in solchen Endstufen selten.

Probier mal, die Endstufe mit Unterspannung zu betreiben. Also evtl. mit 
nur 9..10V anstelle von 12V, so daß sie gerade so nicht abschaltet. also 
mit 12..14V starten und dann auf 9..10V runter. Verändert sich dann das 
Rechteck an den FETs im Netzteil in Richtung 50/50 Rechteck? Wenn ja 
alles okay, geregeltes Netzteil.

Sind die Betriebsspannungen der Audio-Stufen okay, also nicht nur die 
HV-Rails, sondern da müssten noch +-15V für die Filterschaltungen sein 
und etwa 12..15V gegenüber -HV für die Treiberschaltung der 
Endtransistoren.

Liegt an den Audio-Endtransistoren ein sauberes Rechteck an, falls die 
Endstufe nicht wegen den 7Vdc am Ausgang abschaltet? Vorsicht bei der 
Messung, die Source-Pins der FETs (ich vermute es sind FETs in der 
Endstufe) liegen bei der low-side auf -HV Potential und bei der high 
side auf Ausgangs-Potential. Beide also nicht auf Masse wie beim 
Netzteil, bau keinen Kurzschluß beim Messen. Auf der high side 
funktioniert außerdem die Bootstrap-Schaltung nicht (wenn sowas 
verwendet wird) solange keine Transistoren eingesetzt sind, der high 
side Treiber bekommt also keine Betriebsspannung. Wenn die Endstufe 
wegen den 7Vdc abschaltet, häng einen 2..4-Ohm Widerstand an den 
Ausgang. Dann müssten die 7Vdc weg sein.

Wenn da ein brauchbares Rechteck (nahe 50/50, 10..15V) anliegt bestücke 
zwei Endstufentransistoren und miss nochmal. Achtung, die Endstufe läuft 
bereits mit zwei Transistoren (einer low und einer high side), sie kann 
nur ihre volle Leistung nicht. Aber wenn die Ansteuerung okay ist, 
müsste die Audio-PWM sichtbar sein wenn Du ein Signal einspeist und Du 
kannst auch bei wenig Leistung eine Last an den Ausgang hängen.

Wichtig bei diesen Tests mit bestückter Endstufe:
Punkt 1: Sei Dir sicher, daß das Signal an den Gates ein schöner 
Rechteck ist. Wenn der Treiber Schaden genommen hat oder die 
Gate-Beschaltung irgendwo noch Defekte hat (z.B. Widerstand hochohmig), 
können die Kondensatoren an den Rails reichen um die FETs trotz 
Labornetzteil-Strombegrenzung wegzublasen.
Punkt 2: Strombegrenzung am Netzteil so wenig wie möglich, nur so viel 
wie nötig. Lieber die Grenze von unten suchen, nicht von oben.

Der Ruhestrom solcher Endstufen kann recht hoch sein wenn die Endstufe 
läuft. Eine Rockford T3000.1 zieht ohne Last 7..8A nur dafür, daß sie an 
ist.

: Bearbeitet durch User
von Pablo (Gast)


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Hi Ben

Ist eine MTX TA81001

Ben B. schrieb:
> Schade, daß man nicht sieht welche Bauteile noch unter dem Kühler sitzen

Den Kühler hatte ich schon draußen. Sind keinerlei Bauteile drunter. Und 
da keine Siebdrosseln vorhanden sind müsste es ja ein ungeregeltes 
Netzteil sein.

Ben B. schrieb:
> Probier mal, die Endstufe mit Unterspannung zu betreiben. Also evtl. mit
> nur 9..10V anstelle von 12V, so daß sie gerade so nicht abschaltet. also
> mit 12..14V starten und dann auf 9..10V runter. Verändert sich dann das
> Rechteck an den FETs im Netzteil in Richtung 50/50 Rechteck? Wenn ja
> alles okay, geregeltes Netzteil.

Habe ich gemacht und anbei die Bilder was am Tl494 output anliegt und an 
den Netzteil Fets (Gate)

Fast Sauberes Rechteck.

Zwischen 9V - 10,5V bleib das Rechteck schön. Ab 11V geht sie wieder an 
aus, schwingt paar mal hin und her und dann kommt wieder das hässliche 
Rechteck. Wenn man die Eingangsspannung runterregelt auf 10V, im 
Betrieb, sieht man sehr schön wie sich das Rechteck aufbaut und auch 
bleibt.

Die 15V für die Filterschaltungen müssten passen. Habe da noch Bilder 
mit dran gehangen mit Messungen.

FET192 30NQ15T

Gate - 73V
Drain - 15,7V
Source - 77V

FET 401 IRF540

Gate - 76V
Drain 50mV?
Source - 76V

FET 191 30NQ15T

Gate +19V
Drain +77V
Source +15,5V

Ben B. schrieb:
> Liegt an den Audio-Endtransistoren ein sauberes Rechteck an, falls die
> Endstufe nicht wegen den 7Vdc am Ausgang abschaltet?

Ich denke die schaltet ab. Liegt ganz normal die Railspannung in Höhe 
von 77V an. Low Side 77V an Gate and Source, Drain 7VDC. High Side 77V 
an Drain, Gate and Souce 7VDC.

Im Endeffekt passt das 50:50 Rechteck Signal bis ca. 11V und das 
Netzteil läuft stabil. An den Ausgängen liegt keine Rechteck Spannung 
an, Bootstrap-Schaltung hast du genannt. Ich könnte pro Seite mal einen 
FET anlöten und schauen ob sie freischaltet.

Was meinst du?

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Ignorier das Netzteil erstmal und bring die Endstufe ansich zum Laufen. 
Ich weiß zwar nicht welchen Sinn es machen könnte, ein geregeltes 
Netzteil ohne Speicherdrosseln zu bauen, aber ich hab in diesen 
Endstufen (vor allem in amerikanischen Aufbauten) schon so eine Menge 
Mist gesehen, daß ich das nicht ausschließen möchte. Nicht daß wir ewig 
nach einem Fehler suchen wo keiner ist.

von Pablo (Gast)


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Wird gemacht.

Ich erinnere mich, ich hatte mal eine Class D Endstufe, welche fast 
denselben Fehler hatte. Unter 11V Betriebsspannung normal angelaufen und 
wenn ich Spannung auf 14V im Betrieb erhöht habe lief sie auch stabil.

Wenn ich aber mit direkt 14V gestartet habe ging sie immer wieder in 
Protect.

Problem war der interne Oszillator welcher nicht anlief oder eine 
instabile Frequenz hatte.

Die Endstufe hatte aber den TDA8954TH verbaut und am Pin 7 (OSC) kam 
eben nichts oder nur Mist vom Oszillator an.

Ich melde mich.

von Christian M. (Firma: magnetmotor.ch) (chregu) Benutzerseite


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OT: Kann man bei diesen modernen DSOs das Bild wirklich noch immer nicht 
abspeichern?

Gruss Chregu

von Pablo (Gast)


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Kann man. Aber habe ich noch nie gebraucht und deswegen mich damit noch 
nicht auseinandergesetzt.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Na bislang weiß ich von keinem Fehler in der Endstufe, außer daß Dir ein 
"schlechtes Rechteck" in der Ansteurung der FETs des Netzteils nicht 
gefällt.

Du kannst auch vor dem Einsetzen von FETs in die Endstufe probieren, 
diese zum Anlaufen zu bewegen. Heißt 2..4 Ohm an den Ausgang damit 
dieser nicht in der Luft hängt und diese 7Vdc weg sind, vielleicht wird 
die Treiberstufe dann freigegeben und man kann ihre Ausgangssignale an 
den Gate-Anschlüssen der (nicht bestückten) FETs oszillographieren.

von Pablo (Gast)


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Habe 4 Ohm an den Ausgang gehängt, Gleichspannung am Ausgang weg.

Ein Paar Fets im Endstufenteil montiert, läuft an und geht nicht in 
Protect. Rest der Fets montiert und Endstufe läuft.

Hätte anfangs den TI494 getauscht, bevor ich hier geschrieben hatte. 
Kann sein dass er nur defekt war.

Allerdings habe ich am Lautsprecherausgang ein widerlichen Pfeifton, 
unabhängig davon ob ein Signal anliegt oder nicht. Wenn die Endstufe im 
Betrieb ist kommt kein Pfeifen, berühre ich nur die Membran des Woofers, 
pfeift es ununterbrochen. Dasselbe wenn Signal anliegt, solange nicht 
abgespielt wird, kein Pfeifen. Sobald aber Input kommt, pfeift es.

Als ob der LC Filter nicht wirklich filtert und ich die PWM mit höre.

Anbei 2 Bilder. Einmal was am LS Ausgang anliegt wenn es pfeift und 
einmal was an vielen anderen Stellen der Schaltung anliegt, vor allem am 
Kühlkörper?!

Ich muss mich mal auf die Suche begeben woher das Pfeifen kommt.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Der Anfang auf dem zweiten Bild ist zwar ein ordentliches PWM-Signal, 
aber sonderlich stabil läuft die Endstufe nicht. Du mußt Dir die 
PWM-Erzeugung der Endstufe vornehmen, mach mal ein gutes Foto davon, auf 
dem man die Beschriftung der Bauteile sehen kann.

Läuft das Netzteil stabil?

von Pablo (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Läuft das Netzteil stabil?

Ja, absolut. Ca. 2,8A bei 14, 4V im Leerlauf. Keinerlei Schwankungen.

Ich hoffe die Bilder reichen so.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Nicht den PWM-Teil vom Netzteil, sondern den von der Endstufe. Das sind 
die kleinen bösen Schaltkreise am anderen Ende der Platine, in der Nähe 
der Spulen vom Ausgangsfilter.

von Pablo (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Du mußt Dir die PWM-Erzeugung der Endstufe vornehmen

Hab ich irgendwie überlesen. Reiche ich morgen nach.

von Pablo (Gast)


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Hier die richtigen Bilder.

von Dieter (Gast)


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Entspricht der Pfeifton zufälligerweise der Differenzfrequenz der PWM 
der Endstufe zur PWM des Schaltnetzteiles?

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Unwahrscheinlich. Die Netzteile arbeiten normalerweise mit 35..40kHz, 
die Endstufe wird so bei 100..200kHz arbeiten wenn sie es vernünftig 
gemacht haben.

Sieht aus als wäre das eine recht einfache Schaltung,
vielleicht sowas wie ein Sigma-Delta-Modulator.

Du müsstes mal ein z.B. 100Hz-Sinus in die Endstufe einspeisen und 
nachverfolgen, schauen ob dieses irgendwo "versaut" wird. Möglichweise 
ist ein OPV defekt, entweder in den Filterschaltungen oder in der 
Endstufe selber.

von Dieter (Gast)


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Durchaus halte ich es auch für möglich, dass einer der vielen 
Kondensatoren nicht mehr glättet & dämpft und somit Schwingungen 
auftreten.

von Pablo (Gast)


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Ich habe mal etwas rumgemessen.

Auf dem Bild sieht man an welchem OPV und Optokoppler die Störsignale da 
sind. Da ich diese nicht vorrätig habe, habe ich sie mal getauscht um zu 
schauen ob der Fehler mitwandert oder sich ändert. Fehler bleibt gleich.

Mir ist aber aufgefallen wenn ich einen 4 Ohm Dummy Load an den Ausgang 
hänge, dessen Impedanz sich ja nicht ändert, kann ich die Störsignale 
nicht reproduzieren. Sie sind einfach nicht da.

Hänge ich hingegen einen Lautsprecher, Sub, an den Ausgang und bewege 
die Membran mechanisch mit der Hand bekomme ich die Störsignale. 
Bedeutet, wenn ich die Membran per Hand bewege und die Impedanz steigt, 
was normal ist, bekomme ich die Störsignale.

Wenn ich am eingekreisten OPV NE5532D die Pins 3/4 oder 5/6 Brücke 
verschwindet das Störsignal und kommt auch nicht wieder solange die Pins 
gebrückt sind. Nach dem Wechsel der beiden OPV's funktioniert das 
Brücken nicht mehr, gibt ein lautes ploppen und  Strombegrenzung springt 
an. Ich tausche jetzt mal provisorisch beide NE5532D, kosten ja nix.

Mal sehen.

Widerstände und Kondensatoren in näherer Umgebung scheinen alle in 
Ordnung zu sein, zumindest was ich in circuit messen konnte.

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