Powersoft DigiMod 1500 Endstufe - DC Offset am Ausgang

[Andreas W. (andi555)]

Hallo zusammen,

ich habe hier eine Powersoft DigiMod 1500 2-Kanal Endstufe vor mir 
liegen. Das DigiMod Modul ist in einer Proel Endstufe verbaut. (Sehr 
ähnlich zur ALTO D4 D2)

Bekommen habe ich sie ohne Details zur Vorgeschichte mit abgebranntem 
Schaltnetzteil und einem defekten Audiokanal. Das Schaltnetzteil läuft 
nach viel hin und her wieder. Auch der defekte Audioverstärker Kanal 
läuft mit zwei neuen Treibern und MosFets sauber.


Jetzt zum komischen Teil:
Der scheinbar unbeschadete Kanal liefert komischerweise im Leerlauf ohne 
Lautsprecher 30V DC Offset. Mit angeschlossenem Lautsprecher steigt die 
Spannung innerhalb der ersten paar Betriebssekunden auf 3V und mehr. 
Natürlich geht dann auch die Stromaufnahme hoch und ich muss abschalten 
bevor mir der Lautsprecher abraucht. Dabei geht auch die orange Signal 
LED des Kanals an. In Protect geht sie allerdings nicht. Die reine 
Funktion ist allerdings da. Musik kommt raus und hört sich auch gut am 
Lautsprecher an.

Die komplette PWM Geschichte befindet sich auf dem eingesteckten 
Zusatzmodul. Es ist komplett Analog ohne DSP. Der Schaltplan Seite 2 - 4 
zeigt das Einsteckmodul. An der Proel Endstufen Außenbeschaltung liegt 
es nicht. Die habe ich testweise komplett vom Modul abgeklemmt.

Hat jemand eine Vermutung wo dieser Offset entsteht?

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Erstmal messen ob der Offset durch ein nicht exaktes PWM-Verhältnis 
zustande kommt bzw. ob das PWM-Verhältnis mit dem Offset mitwandert.

Wenn ja musst Du Dir den analogen Teil im Modulator anschauen, könnte 
ein aus der Toleranz laufender Widerstand oder Kondensator mit hohem 
Leckstrom sein.

Ein thermisch empfindlicher Halbleiter wäre auch möglich, aber 
normalerweise haben Class-D-Designs kein Problem mit 
Temperaturkompensation. Evtl. hilft Kältespray beim Suchen. Aber 
aufpassen, eine starke Abkühlung könnte für einen heftigen Ausschlag des 
Offsets in die entgegengesetzte Richtung sorgen.

[Andreas W. (andi555)]

ok, dann schaue ich mal was mit Temperatur zu machen ist.

Was mir gerade noch aufgefallen ist. Der Offset steigt innerhalb der 
ersten 20s auf 30V, dann ganz langsam auf ~45V und dann kommt wieder ein 
1s Sprung runter auf 30V. Das kann man schön am Oszi / Multimeter 
beobachten. Das riecht schon nach einem Auf/Entlade Problemchen.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Ist der Fehler denn klopfempfindlich wenn man mit einem Schraubendreher 
an das Modulator-Tochterboard tippt? Wenn ja möglichweise ein kaputter 
Keramikkondensator oder ein schlechter Kontakt, weniger ein Halbleiter.

Ach ja, klopfempfindlich heißt nicht vorschlaghammersensibel!

[Andreas W. (andi555)]

Das PWM Signal an den Mosfets ist asymmetrisch und wandert genau wie die 
DC im Puls Pausen Verhältnis mit. Lässt sich am Oszi schön anschauen.

Auf Klopfen mit dem Schraubendreher Griff, leichtes Biegen, Drücken und 
100°C Heißluftföhn reagiert nichts.

Ich hab ne LCR Messbrücke. Damit probiere ich jetzt mal alle Cs zu 
messen. Die Platine scheint ziemlich symmetrisch aufgebaut zu sein. Im 
Idealfall kann ich den funktionierenden Kanal mit dem defekten Kanal 
vergleichen.

[Class-D (Gast)]

Mal unabhängig vom eigentlichen Thema hier:

Versteht irgendeiner wie die Kontrollschleife in dem oben hochgeladenen 
PDF funktioniert?

Die Power-Stage mit den single-gatetreibern und den Optokopplern ist mir 
noch klar.

Aber die Schaltung die auf dem 72-pin extra-board ist?

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Der Plan ist 'ne Zumutung, vermutlich ist CN8/CN9 absichtlich nicht 
genauer beschrieben, ich sehe da auch nicht wirklich durch.

[Andreas W. (andi555)]

Mehr Schaltplan gibt es leider nicht. Das ist alles Doku von Alto. Von 
Powersoft gibt es nichts, hab schon viel gesucht.

Bin gerade dabei mir ein Mikroskop zu beschaffen und das kleine Board 
mal genau anschauen zu können. Auf den ersten Blick mit der Lupe sind 
ein paar unschöne Lötstellen zu erkennen. So viel Glück habe ich aber 
nicht, das wäre zu einfach. (-;

Ich halte euch auf dem Laufenden. Der nächste Versuch ist es mit dem 
Multimeter die Leiterbahn vom Gate OptoKoppler Richtung 72Pin Stecker 
durchzuklingeln. Vielleicht ist so zu erkennen wie das Signal rückwärts 
auf die OP Amps / Komperatoren kommt.

[A-Freak (Gast)]

such mal ob du auf der Platine beige-orange-braune Kleberflecken findest 
und wenn ja restlos entfernen. Hatten wir erst letztens schon mal hier 
im Forum

[Class-D (Gast)]

Mal ein bisschen schauen was ich erkennen kann auf die Schnelle:

CH1:
CN9-25 -> PWM High
CN9-23 -> PWM Low
CN9-13 -> Könnte pre-filter feedback sein
CN9-14 -> Speaker ausgang  / post-filter FB
CN9-16 -> Müsste Stromsensing sein


CH2:
CN9-50 -> PWM High
CN9-48 -> PWM Low
CN9-60 -> Könnte pre-filter feedback sein
CN9-49 -> Speaker ausgang / post-filter FB
CN9-57 -> Müsste Stromsensing sein


CN9 von 1-36 müsste vom pinout auf den CN4 matchen

Heißt also


PWM-High -> B25
PWM-Low -> B23
pre-filter fb -> B13
post-filter fb -> B14
i-sense -> B16


B13 sieht man zumindest läuft über paar Widerstände auf den U2A zurück 
-> könnte evtl. der main error-amp sein. Würde auch passen, weil in 
diesen negativ-summing node auch das Audio-Signal reinkommt (über B8).
Das ganze läuft dann auf irgendwelche Logic-Gates (U10) wo dann das PWM 
Signal rausgehen könnte.

Sieht also aus ob es eine Art selbst-oszillierende Schaltung ähnlich wie 
IR designs ist (evtl. etwas komplexer).

Die PWM Signale selber kommen dann aus dem HEF40818 wieder raus. Hier 
passen die Symbole im Schaltbild aber nicht zum offiziellen Datenblatt..

Sehr verwirrend.

[Andreas W. (andi555)]

Hab ein sehr, sehr einfaches Blockschaltbild von der DIGIMOD 3004 PFC 
gefunden. Es ist halt super verwirrend mit den Bezeichungen, da das 
Signal erst auf das Board geht -> dann extern -> dann wieder rein.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Kann gut sein, was ich in solchen Fällen mache ist, den Plan 
auszudrucken, ggf. aneinanderzukleben und die kryptischen Verbindungen 
rot einzuzeichnen. Kann man mit direkten geraden Linien machen, dann 
wird das Ganze entschieden übersichtlicher.

Ansonsten - da die Endstufe ansich funktioniert und nicht mit großem 
Zapfenstreich ihre Endtransistoren über den Jordan bläst - würde ich 
sagen kümmer Dich nicht zuviel um den Modulator, sondern lieber um die 
analoge Eingangsstufe, die auch das Feedback-Signal verarbeitet. Du hast 
ja auch schon gesagt, daß der Fehler im modulierten PWM-Signal sichtbar 
ist, also liegt der Fehler davor oder direkt am Eingang des Modulators. 
Vielleicht gehen Vergleichsmessungen mit dem intakten Kanal.

Meistens sind das irgendwelche Delta-Sigma-Modulatoren, Ausgang über 
LC-Filter, Feedback über RC-Filter (beides Tiefpass).

Bleibt die Betriebsspannung eigentlich stabil und symmetrisch, sind 
beide Kanäle an den gleichen Ausgang des Netzteils angeschlossen oder 
hat jeder Kanal seinen eigenen?

Edit:
Laut Plan hat das Netzteil nur einen Ausgang, damit wird der letzte 
Punkt entfallen. Aber das mal zu messen kann trotzdem nicht schaden.

[Mark S. (voltwide)]

mein Vorschlag: Warte einen statischen Zustand ab. Und dann trage in 
einem Ausdruck des Schaltplanes mit dem DVM gemessene Spannungen ein.
Anschließend studiere das Ergebnis.

[Class-D (Gast)]

Ben hat prinzipiell schon recht.

DC-Offset am Ausgang kann bestenfalls bedeuten, dass irgendwo die 
null-referenz verschoben ist in der Kontrollschleife.

Vermutlich ein blinder Widerständ o.ä.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

> da das  Signal erst auf das Board
> geht -> dann extern -> dann wieder rein.
Das ist bei den meisten PA-Endstufen so. Du hast einen (differentiellen) 
Eingangsverstärker, dann einen Lautstärkeregler und danach die Endstufe. 
Der Lautstärkeregler bzw. Regler Eingangsempfindlichkeit befindet sich 
halt an der Front und nicht auf der Platine.

Ich nehme aber an, in diesem Bereich hast Du schon gesucht, also das 
Signal erreicht den fehlerhaften Kanal noch in einwandfreiem Zustand 
oder hast Du dort schon die Offsetprobleme?

[Andreas W. (andi555)]

Ich habe diese extra Signal-Schleife schon mal entfernt indem ich die 
Endstufe komplett von der externen Schaltung getrennt habe. Das hat 
keinen Unterschied gemacht. Ich würde das Problem stand jetzt auch auf 
den Teil: Signal nach Volume Poti -> Ausgangstreiber PWM, vermuten.

Wie gesagt, aktuell schaue ich mich noch nach einem Mikroskop um. Ich 
möchte zuerst alles optisch genau kontrollieren bevor ich mit dem Oszi 
einmal alles  "durchstochere" und AB Vergleiche. Auf einer Seite kommt 
man recht gut ran, aber auf der anderen Seite mit den OPVs hat man ruck 
zuck nen Kurzen zwischen den Pins. Deshalb, schön der Reihe nach (-;

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Suche doch erstmal nach Abweichungen an den Ausgängen der OPVs vom 
Eingang in Richtung Ausgang, damit wird die Anzahl der Messpunkte 
überschaubarer. Irgendwo müsstest Du eine Abweichung finden und kannst 
dann in dem Bereich genauer suchen.

[Andreas W. (andi555)]

Kurzes Update:
Mit nem Mikroskop sieht die Welt gleich viel besser aus (-;
Leider ist bei dem China Ding die Kameraoptik so schlecht, dass ich kein 
besseres Bild hinbekomme. Es waren mindestens ne Handvoll Lötstellen 
richtig schlecht verlötet. Teilweise hatte ich den Widerstand beim 
Nachlöten an einer Seite direkt an der Lötspitze kleben, da der Kontakt 
auf der anderen Seite so schlecht war. Hat sich das Bauteil während dem 
Erkalten noch bewegt und leicht weggezogen? Teilweise ist der 
Bauteilabdruck auf einer Seite des Pads im Zinn noch zu sehen gewesen.

Ergebnis: Wie gehts weiter?
Der eigentlich gute Kanal, der das Offset hatte, hat es jetzt nicht mehr 
und läuft sauber. Der abgebrannte Kanal, den ich repariert hatte, läuft 
jetzt anderst. Das heißt, Musik kommt nur noch ganz leise und es ist ein 
starkes, eher höherfrequentes Rauschen zu hören. Weiter bin ich noch 
nicht gekommen. Bin aber schon sehr froh über den Erfolg, dass mein 
"guter" Referenz Kanal wieder sauber läuft. Muss jetzt mal schauen was 
sich beim anderen verändert hat. Ab und zu geht bei dem noch die Protect 
LED auf dem Modul an.

[Michael W. (Gast)]

Junge Junge - werksmäßige Lötstellen der Marke "Gott gebe, daß es 
klebe"... :-O

[Andreas W. (andi555)]

Es gab große Fortschritte und auch Rückschritte.

Die erste große Erkenntnis ist, dass die Platine für den Betrieb auf dem 
Kühlkörper verschraubt sein muss. Seitdem sind die ganzen Störgeräusche 
/ Rauschen weg. Beide Kanäle haben bereits sauber und ohne Offset usw. 
funktioniert. Ich bin mir sicher, dass die schlechten Lötstellen auf dem 
kleinen Board für Letzteres verantwortlich waren.

Jetzt zum Problem: Mir ist jetzt zweimal während des Betriebs ohne große 
Last die Schmelzsicherung durchgebrannt und der reparierte 
Verstärkerkanal durchgebrannt. Beide Endstufentransistoren waren 
kurzgeschlossen. Das Schaltnetzteil hat es vermutlich nur überlebt, weil 
ich eine sehr kleine Sicherung <1A drin hatte.

Jetzt kommt das eigentliche Problem. Im Schaltplan sind IRFP260 
eingezeichnet. Ist mir erst jetzt aufgefallen, dass aber tatsächlich 
IFRP264 verbaut sind. Die haben 250V max. Vds. Also 50V mehr als meine 
Ersatz IRFP260. Fälschungen waren es keine, sie waren vom großen C.

Railspannung ist eigentlich nur +-80V. Von dem her sollte eigentlich 
noch genügend Luft sein.
Ich besorge jetzt mal IRFP264 und probiers damit nochmal. Hoffentlich 
war das dann wirklich der Fehler....

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Beachte die Gate Charge / Miller Charge bei den Dingern. Sowas sollte 
nicht größer sein als bei den original im Schaltplan angegebenen 
Transistoren. Evtl. sind die Endstufentreiber zu schwach dafür, dann 
verschleifen die Flanken beim Umschalten, die FETs arbeiten einen kurzen 
Moment im linearen Betrieb und werden daher wärmer, es könnte auch 
Probleme mit der Totzeit bzw. Shoot-Through geben wenn die FETs nicht 
schnell genug angesteuert werden.

[Andreas W. (andi555)]

In dem Fall ändert sich ja nichts. Die IRFP264 waren in der DIGIMOD 1500 
ja schon drin. Der Schaltplan ist von der 1000er. Ich vermute mal, dass 
da die Rail Spannungen etwas kleiner sind und deshalb die 260 reichen.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Ich hab jetzt nicht geschaut, ob die Dinger noch in anderen Punkten 
außer der Durchbruchspannung voneinander abweichen. Üblicherweise haben 
FETs mit niedrigeren Spannungen mehr Stromtragfähigkeit, mehr 
Die-Fläche, näher beieinanderliegende Strukturen und daher auch höhere 
parasitäre Kapazitäten.

[Andreas W. (andi555)]

Mit den neuen IRFP264 habe ich jetzt schon gut zwei Betriebsstunden auf 
dem Amp. Das scheint mal soweit funktioniert zu haben. Leider werde ich 
das Gefühl nicht los, dass ich nur die Symptome repariert habe und nicht 
die Ursache. Ab und zu gehen auch ohne Eingangssignal (Potis auf links 
Anschlag) die Signal LEDs an. Dann hört man auch ein leichtes Knistern 
und Kacken auf den Lautsprechern. Nach ein paar Sekunden ist es wieder 
weg. Desweiteren mag es der Amp nicht wenn man die Spannung über den 
Stelltrafo ganz langsam hochdreht. Dann machen die Signal LEDs auch 
komische Sachen. Wenn man kurz Aus und wieder Ein schaltet ist es wieder 
OK. Irgendwas läuft da noch schief. Ich tippe mal auf die Vorverstärker 
/ Modulator Geschichte.

Ich werde das weiter beobachten müssen. Infos folgen...

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

> Dann hört man auch ein leichtes Knistern und Kacken auf den
> Lautsprechern. Nach ein paar Sekunden ist es wieder weg.
Das könnten Störungen sein, die irgendwo ihren Weg in die Verkabelung 
oder Vorverstärker finden, evtl. Massefehler.

> Desweiteren mag es der Amp nicht wenn man die Spannung über den
> Stelltrafo ganz langsam hochdreht. Dann machen die Signal LEDs
> auch komische Sachen.
Das ist normal wenn entweder das Netzteil oder Modulator wegen zu 
geringer Spannung nicht stabil laufen.

[Hardy F. (hardyf)]

Andreas W. schrieb:
> Dann hört man auch ein leichtes Knistern
> und Kacken auf den Lautsprechern

Mal wegwischen das Ganze ... ?

Sorry, konnte es mir nicht verkneifen :))

[Andreas W. (andi555)]

Obs wirklich an der Verkabelung liegt? Da habe ich mittlerweile schon 
mehrmals alles in der Hand gehabt. Auch starkes "Klopfen" / "Schlagen" 
auf das Gehäuse hat während der "Knisterphase" nichts geändert.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Müsste man hören/messen, ggf. die Eingänge der eigentlichen Endstufen 
nach den Vorverstärkern auftrennen und kurzschließen.

[Andreas W. (andi555)]

Kurzer Zwischenbericht:
Mittlerweile habe ich schon mehrere Betriebsstunden in Zimmerlautstärke 
an meinen Testboxen zusammen.
Ich muss meine vorherige Aussage zum Fehlerbild korrigieren. Beide 
Signal LEDs gehen zeitweise gleichzeitig an und wieder aus. Ist mehr so 
ein ein- und ausfaden. Währenddessen ist ein leichtes Knacksen/Rauschen 
(hat was von verdreckter, verkratzter Schallplatte) NUR beim 
"reparierten" Kanal zu hören. Es wird mal mehr mal weniger und 
verschwindet auch wieder vollständig. Manchmal ist es auch ohne 
leuchtende LEDs zu hören. D.h. Das Leuchten der LEDs korreliert nicht 
immer mit den Störgeräuschen.
Einmal war es etwas stärker, da habe ich dann aus Angst die Endstufe 
abrauchen zu sehen, schnell den Amp abgeschalten. Nach 10s wieder 
eingeschalten,.... war alles normal.
So wirklich greifbar ist da Phänomen nicht. Diese "Rauschphase" tritt 
manchmal 3h am Stück gar nicht auf. Dann wieder in den ersten paar 
Minuten bei einem Kaltstart.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Dann hast Du noch irgend einen Wackler drin, evtl. im Bereich der 
Betriebsspannung.

[Andreas W. (andi555)]

Das wäre ein Ansatz: An jede Versorgung zwei Drähte anlöten und nach 
draußen führen. Dann noch ein digitales Oszi dazu und mal schauen ob 
irgendwo was zu zappeln beginnt.
Ich hab die Platinen bereits mehrfach mechanisch und thermisch mit dem 
Heißluftföhn malträtiert. Da hat sich nichts gerührt. Einen klassichen 
Wackler / Lötstelle wird es höchstwahrscheinlich nicht sein.

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Wenn die Versorgung zittert mußt Du aber auch noch herausfinden, ob das 
Ursache oder Folgeerscheinung ist.