DC Wandler wiederbeleben

[Be T. (wilhelmt)]

Spezialisten für DC-DC-Wandler (DDW) bitte an die Front: In einer 
Schaltung zur Versorgung einer Multi-LED mit 13 Volt arbeitet der DDW 
nicht mehr. Der orig Mosfet ist defekt, die Suchen sowohl nach dem 
Original als auch einem irgendwie passenden Ersatz hatten keinen Erfolg. 
Ich weiß, es wird auch für euch eine Herausforderung, aber ich quäle 
mich schon seit 2 Wochen mit dieser Schaltung ab, und komme jetzt auch 
nicht wirklich weiter.

Das Original sitzt in einem TSSOP-gleichen Gehäuse, also ca. 2 mm im 
Quadrat, hat 6 Anschlusspinne und ist beschriftet mit den Kürzeln „2246“ 
und „V514“, siehe Bilder 1 und 2. Auch langes Suchen im Inet mit 
Variationen der Kürzel brachte das Orig nicht zum Vorschein. Der DDW ist 
ein TS3842B, und nach seinem Datenblatt führt sein Ausgangssignal auf 
einen n-Kanal-Mosfet als Schalter.

Entsprechend wurde mehrfach mit möglichen Ersatztypen getestet, die 
ersten im SOT23-Gehäuse. In den ersten zwei Sekunden arbeitete die 
Schaltung auch wieder, aber in der dritten lösten sich alle in Rauch 
auf. Heute der Versuch mit einem scheinbar Unzerstörbarem, einem 
Leistungs-Mosfet 100 V, 8 A im TO220-Gehäuse. Damit lief die Schaltung 
auch los, aber nach ca. 5 Sekunden wurde der blitzartig so heiß, dass 
lieber gleich abgeschaltet wurde. Ein Kühlblech auf dem MFet verlängerte 
die Betriebsmöglichkeit so weit, dass in einem Zeitfenster von ca. 10 
Sekunden wenigsten Aufnahmen der wichtigsten Signale mit einem Digi-Oszi 
möglich waren.
Diese Aufnahmen habe ich zur fachmännischen Analyse hier eingestellt. 
Freundlicherweise habe ich zwei gleichartige Schaltungen, eine davon 
funktioniert einwandfrei. Sowohl von der  Funktionierenden als auch der 
Sorgenplatine wurden je 4 entsprechende Aufnahmen angefertig.Die Signale 
wurden an den im Schaltplan-Auszug, Bild 3, markierten Stellen entnommen 
und entstammen: dem Ausgang des DDW, dem Gate des MFets, dem Drain und 
dem Source.
Damit geflissentliche Betrachter beim Weiterschalten entsprechende 
Bilder direkt beieinander haben, sind sie dieserart sortiert:

Signalausgang DDW: Bild 4 heil, Bild 5 sorge
Gate des Mfets         : Bild 6 heil,  Bild 7 sorge
Drain                        : Bild 8 heil, Bild 9 sorge
Source                      : Bild 10 heil, Bild 11 sorge

Was kann getan werden, um den DC-Wandler wieder zu einwandfreiem 
Arbeiten zu bewegen?
Grüße, wilhelmT

[hinz (Gast)]

Der Footprint sieht mehr nach DFN2x2-6 mit Thermal Pad aus.

[Sven S. (schrecklicher_sven)]

Be T. schrieb:
> Signalausgang DDW: Bild 4 heil, Bild 5 sorge

Im Bild 4 ist die Ein-Zeit kürzer als die Aus-Zeit (gut).
In Bild 5 ist es umgekehrt (nicht gut).

Den Rest finde ich ziemlich seltsam, aber ich denke noch darüber nach.

[MaWin (Gast)]

> von  MaWin (Gast) 01.09.2020 20:00

Diese Psychopathen geh'n mir auf den Geist.

Be T. schrieb:
> Die Signale wurden an den im Schaltplan-Auszug, Bild 3, markierten
> Stellen entnommen

Nach L3 eine Diode ist merkwürdig, Freilaufdiode geht anders.

Signal an 2 und 4 sind zu sinusförmig, die Gate-Kapazität deines 
Ersatz-MOSFET ist deutlich zu gross.

[Sven S. (schrecklicher_sven)]

An Deinen Schaltplan mit der Induktivität im Source-Kreis, und noch dazu 
ohne Freilaufdiode, glaube ich nicht.
Aber wie auch immer, der TS3842 braucht Informationen über 
Ausgangsspannung und aktuellen Strom durch den Transistor.
Mein Vorschlag hört sich vielleicht etwas abseitig an, aber löte doch 
mal den 0,1Ohm-Widerstand aus, mache mit dem Skalpell einen tiefen 
Schnitt zwischen den Lötpads, und löte den Widerstand wieder ein.

[qwertzuiopü+ (Gast)]

Die Schaltung finde ich ziemlich seltsam, gerade mit den zwei Spulen. 
Und auch ich habe Zweifel an dem Schaltbild.
Nichtsdestotrotz: Das Problem wird sein, dass der originale MOSFET 
wahrscheinlich ein sehr moderner mit geringem Qg*Rdson sein wird. Deine 
SOT-23-Versuche werden einen viel zu großen Widerstand gehabt haben und 
dein TO220 benötigt eine viel zu hohe Gateladung. Du solltest also 
irgendwas im DFN-6 da wieder rein packen. Welcher genau da passt, lässt 
sich natürlich schwer sagen - im Zweifel einige ausprobieren 
(Größenordnung 30V Vgs und vermutlich eher wenig Qg als geringer Rdson).

[Kevin M. (arduinolover)]

MaWin schrieb im Beitrag #6390633:
> Das kann vielleicht ich und noch zwei hier im Forum reparieren, aber
> sonst keiner.

Ist das so?

Bisschen größenwahnsinnig?

[Sven S. (schrecklicher_sven)]

MaWin schrieb:
>> von  MaWin (Gast) 01.09.2020 20:00
>
> Diese Psychopathen geh'n mir auf den Geist.

Oh, Mann, wie oft noch?
Dein Hausarzt kann Dir helfen.

@TO: Entschuldige bitte.

[oszi40 (Gast)]

Wenn mein Horoskop die vielen Spulen so betrachtet, könnTe der MOSFET 
wohl

A) eine Spannungspitze schlecht vertragen haben und deswegen etwas 
schwitzen B) die Ansteuerung nicht ganz ins Zeitfenster passen?
C) die Auswertung des Stroms falsch sein und folglich wird der MOSFET 
zeitlich falsch angesteuert? 0,1 Ohm Shunts verglichen? j/n

[oszi40 (Gast)]

Sven S. schrieb:
> der TS3842 braucht Informationen

z.B.https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/202386/TSC/TS3842B.html

[oszi40 (Gast)]

Wenn ich jetzt Bild 10 und 11 vergleiche ist ja am kranken (11) MOSFET 
gar kein schönes Rechteck. Also Ansteuerung nicht zackig genug? Mal 
Z-Diode ansehen und Gate-Widerstände etwas verkleinern für den neuen 
MOSFET?

[Be T. (wilhelmt)]

Hatte mir eure Beiträge ausgedruckt und versucht, sie alle abzuarbeiten. 
Dabei ist zunächst ein überarbeiteter Schaltplan entstanden. Diesen Plan 
hatte ich selbst aus der Schaltung nach erstellt.
Die Abweichungen gg. dem vorigen Plan sind: Die Spule L3 liegt anders, 
die zweite LED habe ich weggelassen, sie ist in der Grundschaltung auch 
nicht in Funktion, der 0,1 Stromshunt liegt also richtig zwischen LED1 
und GND. Weiter: zwei R‘s haben nicht 7 k sondern 715 Ohm und der aus 
dem Platinenlayout übernommene Name Z8 bezeichnet wohl eine Z15, der 
Aufdruck „H5“ weist auf eine Vishay Zdiode hin, und eine Kontroll- 
Messung mit vorsichtigen 7 mA scheint das zu bestätigen.

Zur Schaltung: In dieser ist einiges anders als im Standard-Layout des 
3843B-Wandlers. Der 0,1 Strom-Shunt liegt nicht wie üblich zwischen 
Leistungsfet und Masse und führt auch nicht etwa auf den „Current 
Sense“-Pin (Pin 3) des Wandlers. Stattdessen kontrolliert der Shunt den 
Strom aus der LED. Dieser Strom-Abgriff läuft über einen OP und führt – 
tusch – auf den „Voltage Feedback“ (Pin 2) des Wandlers. Der 
Current-Sense Pin 3 ist über einen Transistor (nicht eingezeichnet) mit 
dem Oszillator verknüpft. Wie diese Art von Current-Kontrolle 
funktioniert, ist mir unklar, aber diese Verbindungen habe ich nun 
mehrfach kontrolliert, so auch gerade eben nochmal.

Noch zur Schaltung: Im Betrieb nach diesem Schaltplan wird eine LED 
angesteuert, die vor der Entkopplungs-Diode liegende Rechteckspannung 
beträgt ca. 25 Volt, nach der Gleichrichtung sind das dann ca. 13 Volt 
und es fließen 1032 mA.

Aus meinem Kenntnisstand heraus würde ich annehmen, dass der Typ des 
Schalt-Mosfets die entscheidende Ursache für das Problem ist. Es ist 
bedauerlich, dass über die mickrige aufgedruckte Kennung das Inet nichts 
Verwertbares hergibt. Der jetzt Verwendete im TO220-Gehäuse hat übrigens 
einen verhältnismäßig hohen Innenwiderstand von ca. 0,2 Ohm.
Ich hatte auch einen MFet im anscheinend passenden Gehäuse bestellt. Der 
müsste heute geliefert werden, falls der Versandhandel nicht wirklich – 
wie angedeutet – die mitbestellte Lötpaste als Gefahrgut ernsthaft 
ansieht und deswegen die Auslieferung verzögert.

Sollte der hier eintreffen, geht das Prob für mich allerdings erst 
richtig los. So‘n Teil hatte ich noch nie gelötet. Die Gehäusemaße 
betragen knapp 2 mm im Quadrat mit wohlgemerkt 6 Pinnen. Das Schlimme: 
die liegen alle auf der Unterseite. Ob da mit einer Löt-Nadelspitze noch 
was auszurichten ist, das wird evtl. eine Schicksalsfrage. Es gab schon 
Empfehlungen, eine Heißluftstation zu verwenden. Die müsste ich aber 
erst kaufen, mich damit einarbeiten, und wenn ich mir den winzigen Punkt 
auf der Platine betrachte, welcher da für den Gate-Anschluss des Mfets 
zur Verfügung steht, dann bin ich voller Zweifel, ob mir als Anfänger 
mit Heißluft da was gelingt.

Über die Richtigkeit der Ansteuerung (Tip von ozsi40) kann ich nicht 
wirklich was sagen. Nur, dass die ersten 4 Bilder ja von einer 
funktionierenden Schaltung stammen, und das Ausgangssignal der anderen 
zumindest für meine Augen keine auffälligen Unterschiede aufweist.

Auffällig ist natürlich, dass auf der unzuverlässigen Schaltung schon 
das Gate-Signal wenig gut aussieht, ein Wunder, dass das überhaupt noch 
zu einem rechteck-ähnlichen Signal am Drain führt. Aber auch das am 
Source sieht ziemlich verdruckst aus.

Noch eine Sonderbarkeit: In der funktionierenden Schaltung ist die 
Gate-Ansteuerung anders bestückt. Es fehlen D2 und R2, also liegt dort 
nur der R1 mit 715 Ohm.

Danke für eure Beiträge bislang, und es wäre toll, wenn noch weitere 
Hinweise kommen würden.
Grüße, wilhlemT

[Sven S. (schrecklicher_sven)]

Dein neuer Schaltplan enthält schon wieder eine Unwahrscheinlichkeit: 
Die Induktivität parallel zum Schalttransistor.

Aber es gilt immer noch folgendes:

Sven S. schrieb:
> Im Bild 4 ist die Ein-Zeit kürzer als die Aus-Zeit (gut).
> In Bild 5 ist es umgekehrt (nicht gut).

Irgendwo im Rückkopplungskreis ist ein defektes Bauteil oder eine 
schlechte Lötstelle. Das kannst nur Du rausfinden.

[Be T. (wilhelmt)]

Sven S. schrieb:
> Irgendwo im Rückkopplungskreis ist ein defektes Bauteil oder eine
> schlechte Lötstelle.
Was ist mit Rückkopplungskreis gemeint? Ist das die Verbindung zwischen 
Wandler-IC und dem Schalt-Mosfet oder der gesamte Bautteilebereich 
zwischen dem Stromshunt "unter" der LED über den im letzten Schaltplan 
ohne weitere Bestückung eingezeichneten OP bis hin zum Wandler-IC?
Wäre Letzteres gemeint, dann würde es ganz bitter, weil maximal 10 
Sekunden z.B. für Messungen zur Verfügung stehen, bevor wohl auch der 
gekühlte Schalt-MFet im Hitzestau verendet.

Der o.g. Mosfet im Winzig-Gehäuse ist gerade eingetroffen. Die 
Abmessungen scheinen genau zu passen. Nur wie das Ding jetzt einlöten?
Grüße, wilhelmT

[hinz (Gast)]

Be T. schrieb:

> Der o.g. Mosfet im Winzig-Gehäuse ist gerade eingetroffen. Die
> Abmessungen scheinen genau zu passen. Nur wie das Ding jetzt einlöten?

Mit Paste und Heißluft natürlich.

[oszi40 (Gast)]

hinz schrieb:
> natürlich.

Wenn er es noch nicht geübt hat, würde ich VORERST für weitere Messungen 
einen Opfer-TO220 zum Messen drin lassen und die Ansteuerung des Gates 
genauer untersuchen. Kommen denn jetzt noch saubere Rechteck-Impulse VOR 
dem _-_-_Gate-Widerstand aus dem Schaltkreis?

[Be T. (wilhelmt)]

Zwei blitz-saubere Ergebnisse:
1.) ich kann „PowerPACK SC-70“ löten !  (So nennt Vishay diese 
Gehäuseform)
2.) die Schaltung funktioniert! Die LED leuchtet!
Für genau 2 Sekunden, dann Schall und Blitz und – ja doch – auch Rauch.

Beim ersten Einschalten hatte ich wohl noch schnell genug sofort wieder 
ausgeschaltet. Beim Zweiten wollte ich mit dem Oszi die Schwingung am 
Source wenigsten ganz kurz erkennen. Es kam aber nichts zustande, 
entweder, weil der MFet bereits dabei war, sich zu verabschieden, oder 
weil ich an der winzigen zugänglichen Stelle an der Spule L3 nicht 
kräftig genug mit der Messspitze aufgedrückt hatte.

Also jetzt exakt so weit wie schon vor 4 Tagen, nur Blitz und Rauch.
Der heuer verlötete Winzling von Vishay war ein SiA108DJ. Der wird auf 
dem Datenblatt beworben mit:  „Tuned for the lowest Rds x Qoss“.
Die Daten: Vds 80 Volt // Rds bei 10 V  0,038 Ohm // Qg (nC) 7,1 // 
Idrain 12 Ampere // 12 Watt.

Das Einlöten klappte. Ein Wunder? Nein, es lag evtl. weniger an meinen 
bislang verborgenen Künsten, sondern an dem wohl vorhandenen 
Lötstopp-Lack im Foodprint und der heute gekommenen Lötpaste. Die stand 
zu den Seiten über. Da an den Rand mit einer zurecht gefeilten 
Winzig-Meißelspitze und meinem normalen Weller ran und Tusch. Der 
überraschende Erfolg war leider kein Grund für anhaltende Freude.

Und jetzt? Hinschmeißen? Ich bitte um freundliche weiterhelfende Tips, 
und möglichst auch ein Wort, um aus der Deprise wieder raus zu kommen.
Grüße, wilhelmT

[oszi40 (Gast)]

Be T. schrieb:
> 2.) die Schaltung funktioniert! Die LED leuchtet!
> Für genau 2 Sekunden, dann Schall und Blitz

Deswegen schrieb ich heute mit TO220-Opfer-Mosfet messen. Wenn am MOSFET 
am Gate kein sauberes Rechteck ankommt, wird er unerlaubt im linearen 
Bereich arbeiten und sich zu Tode schwitzen.

[Be T. (wilhelmt)]

Danke, dass du dran bleibst, oszi40.
Mit ziemlicher Wahrscheinlichkeit hast du den neuralgischen Punkt 
beschrieben. Die eigentliche Ursache kann ja in einem anderen Teil der 
Schaltung liegen, aber es muss ja einen Grund geben, warum sich kleine 
MFets sofort verabschieden, und ein TO220 auch nur mit Kühlung sich 
etwas länger halten kann. Das spreche ich jetzt so deutlich an, weil ich 
diese Ansteuerung nicht wirklich verstehe.
Bitte schaut auf das mit "gate_06.jpg" betitelte Bild im ersten Beitrag. 
Das ist das Signal am Gate des MFets aus der funktionierenden Schaltung. 
Warum liegt da ein reines Sinussignal, obwohl davor (am Ausgang des 
Wandler-ICs) und dahinter (an Drain und Souce) blitzsaubere Rechtecke 
anliegen?

Um zu vernünftigen, belastbaren Messergebnissen zu kommen, werde ich 
jetzt mal in beiden Schaltungen den Mosfet außer Betrieb nehmen, und für 
die Spannungsversorgung einen dicken Auto-Akku nehmen, entspricht ja eh' 
fast den normalen Alltags-Einsatzbedingungen. Dann werden an allen 
irgendwie wichtigen Stellen die Spannungen gemessen und die Werte der 
beiden Schaltungen verglichen. Natürlich auch wieder Digi-Aufnahmen am 
Wandler-IC. Sollten sich da irgendwo nennenswerte Abweichungen ergeben, 
werden die in der Nähe liegenden Bauteile einzeln vermessen. So hoffe 
ich, einem Fehler in der Ansteuerung auf die Schliche kommen zu können. 
Ob's hilft?

Etwas seltsam erschien mir die Kontrolle der mit Z8 auf der Platine 
bezeichneten Z-Diode. Von normalen Z-Dioden her erwarte ich, dass die - 
egal, ob mit 1 KO Vorwiderstand oder kleinerem - ihren Z-Wert 
offenbaren. Diese hier war zäh bis unwillig. Bei 1 KO zeigte sie nur 6 
V, bei 560 O dann 7,5 V, bei 270 O dann ca. 11 Volt.
Jetzt also Prüforgie. Wird dauern.
Grüße, wilhelmT

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

Die Schaltpläne sind alle Müll. Der erste wurde ja schon als falsch 
erkannt, beim zweiten gibts einen Kurzschluß über alle drei Spulen.

Sorry, aber so wird dat nix.

[Be T. (wilhelmt)]

Auch sorry, da war schon wieder ein Fehler drin. Der wurde nun 
korrigiert. Da sitzen auf engstem Raum 9 Kondensatoren, 3 Spulen und ein 
MFet, der mit bloßem Auge kaum erkennbar ist und dessen Anschlüsse sich 
dem Zugriff der Messspitzen des Milliohm-Meters entziehen, weil sie alle 
auf der Unterseite liegen. Die Widerstandswerte der Spulen liegen in 
einem Bereich, den auch ganz normale schmale Leiterbahnen auf dieser 
Platine haben. Auf solchem Boden sind Irrtümer vorprogrammiert. Aber nun 
kann davon ungestört die Jagd auf den Fehlerteufel in der Schaltung 
weitergehen.

Hatte auch die Anregung, den Vorbereich auf Auffälligkeiten zu 
untersuchen, aufgegriffen, und wiederholt Spannungen gemessen und 
protokolliert: nichts! Der gesamte Vorbereich angefangen bei den LEDs, 
weiter über deren Schalt-Mosfet, den Strom-Shunt, dessen OP und den 
Spannungsteiler für die entspr. Kontrolle ist unauffällig, d.h., die 
Spannungen an der Funktionierenden sind mit denen der Sorge-Schaltung 
identisch. Aus gleich 4 Gründen gehe ich inzwischen davon aus, dass der 
Fehler der extremen Hitzeentwicklung am Mosfet nur in seiner 
Ansteuerung, dem M-Fet selbst oder seiner Beschaltung mit Spulen und 
Kapazitäten zu finden sein kann.
1) (wiederholt): die Spannungen im Eingangsbereich sind gleich.
2) Alle das Wandler-IC beeinflussenden Eingangssignale müssen allein 
deswegen richtig sein, weil am Ende nur Stimmiges rauskommt: sowohl die 
Betriebsspannungen für die LED als auch die Stromstärken beider zu 
vergleichender Schaltungen stimmen exakt überein. Unterm Strich arbeitet 
der Wandler damit absolut korrekt.
2) Das Wandler-IC selbst kann den Schaden nicht haben: es wurde 
ausgetauscht gegen ein Neues, was aber keinerlei Einfluss auf den Fehler 
hatte.
3) Das Ausgangssignal des Wandler-ICs ist ein solch schönes Rechteck, 
wie es schöner bei 178 kHz kaum sein kann.


Schaut euch bitte die neuen Bilder an. Zunächst der Teil des 
Schaltplans, welcher die Gate-Ansteuerung darstellt. Die beiden 
folgenden Bilder enthalten zwei Signale. Die teils dargestellten 
Spannungswerte unten bitte nicht beachten, die zeigen die Werte an den 
Markern an, welche ungünstig stehen.
Bild 1: oben/gelb das Ausgangssignal des Wandlers. Seine Amplitude 
beträgt 9 Volt, und ist absolut passend und korrekt.
Bild 1: unten/blau das vermatschte Signal am Gate des Mosfets. Seine 
Amplitude: gut 3 Volt mit einer Spitze drauf, über alles ca. 5 Volt. 
Bemerkenswert dabei: zwischen beiden Signalen liegt nur ein Widerstand 
von 220 Ohm. Als einziges weiteres Bauteil im Gate-Zweig existiert eine 
(neue) 15 Volt Z-Diode, welche bei 5 Volt ganz sicher nicht leiten kann. 
Also nur der sehr geringe Widerstand trennt beide Signale.

Bild 2: oben/gelb das (vorige)  Gatesignal mit seinen 3 / rsp.  5 Volt.
Bild 2: unten/blau das Signal am Drain mit 23 Volt an oberster Stelle 
der Rampe.

Ich habe keine Erklärung, wie aus dem sauberen Rechteck so ein 
vermatschtes Signal entstehen kann. Auch nicht, wie aus dem Vermatschten 
dann wieder ein immerhin erkennbares Rechteck werden kann, wenn auch mit 
leider nicht steilen Flanken.
Ist klar: diese nicht steilen Flanken sind der Grund für das Übel der 
Hitze am Mosfet. Er wird leider teilweise analog betrieben und nicht als 
nur reiner Schalter.

Was vermatscht das Gatesignal? Dieser Fehler ist nun schon bei 4 
verschiedenen Mosfet-Typen in der Wirkung gleich aufgetreten.
Grüße, wilhelmT

[K. S. (the_yrr)]

Be T. schrieb:
> Ich habe keine Erklärung, wie aus dem sauberen Rechteck so ein
> vermatschtes Signal entstehen kann. Auch nicht, wie aus dem Vermatschten
> dann wieder ein immerhin erkennbares Rechteck werden kann, wenn auch mit
> leider nicht steilen Flanken.

Könnte das Miller Plateau sein. Dann würde der Mosfet während der 
waagerechten Linie bei ca. 3,3V im linearen Betrieb laufen, was auch zu 
den Bildern passt.

Entweder ist die Gate Charge des Mosfet wesentlich zu hoch (im Vergleich 
zum Original), der 220 Ohm hochohming oder die Zener hat erheblichen 
Leckstrom. An welchem Punkt hast du die Masse vom Oszi angeklemmt?

Edit:
hast du mal ein Datenblatt / Typenbezeichnung vom Mosfet, mit dem du die 
Messung gemacht hast?

[R. F. (rfr)]

n'Abend...

Wenn der Transistor mit Blitz und Knall stirbt, ist irgendein Grenzwert 
sehr erheblich überschritten worden. Wenn der Ersatz, spezifiziert mit 
100V 8 A, den Löffel abgibt und ein Kühlblech die Betriebsdauer  auf 10 
sec verlängert, dann stimmt mit der Leistung am Transistor etwas nicht. 
Bei den Spulen und Kondensatoren möchte ich eine (ungewollte) Resonanz 
nicht ausschliessen. Im Schaltplan ist die Angebe der mOhm nicht 
wirklich zielführend.

Dann die Funktion: aus 12 V werden 12 V- wozu? Auch hier ist irgendwas 
falsch.

Mein Vorschlag: prüfe das Ausgangsnetzwerk auf seine Resonanzfrequenz.
Speise eine Frequenz ein (zweite Wicklung über die Spule L3 aufbringen 
und um die Schaltfrequenz herum durchstimmen. Unter äusserst ungünstigen 
Umständen hat der Ausgangskreis eine Güte von 50, oder mehr, bei 12 V 
hat das dann Resonanzspannungen bis zu 700 V zur Folge, was der Mosfet 
nicht sehr schätzt.

Danach begrenze mal den Strom auf ca 20 mA durch hinzufügen eines 
weiteren Widerstandes anstelle von L1. Dann klemm doch mal einen 
Lastwiderstand an (afaik misst du derzeit ohne) und zwar einen für etwa 
die Hälfte des Nennausgangsstromes.
Klemm das Gate ab und ersetze es durch einen Generator, der das Gate 
richtig ansteuert. Stelle die Frequenz ein und  stelle fest, was der 
Transistor bei richtiger Ansteuerung so macht.

Robert

[Mario P. (Gast)]

Der Wandler ist ein SEPIC-Wandler.
Hier werden häufig für L2 und L3 gleiche Induktivitäten verwendet. Bei 
Dir fällt der Unterschied von L2=50mOhm zu L3=140mOhm auf. Somit werfe 
ich mal L2 als fehlerhaft mit Windungsschluß in den Raum. Dadurch kommt 
der Kern in die Sättigung und der Strom durch die Spule steigt sehr 
stark an, wodurch letzendlich der FET stirbt. Dies kann auch die 
Spannungsspitze im Oszillogramm mit dem Maximalwert im Moment des 
Abschaltens des FET erklären.

Die Spule L1 ist eine Filterspule und trägt nicht zur Wandlung bei.

R. F. schrieb:
>Dann die Funktion: aus 12 V werden 12 V- wozu? Auch hier ist irgendwas
>falsch.
Der TO schrieb weiter oben vom Einsatz im Automobil. Also liegt die 
Eingangsspannung der Schaltung irgendwo zwischen 10V und 14V. Der 
SEPIC-Wandler ist in der Lage, daraus eine Spannung von 12V zur 
Verfügung zu stellen. Also alles ist durchaus schlüssig.

Grüße
Mario

[Be T. (wilhelmt)]

Danke für eure rege Teilnahme. Eure Anregungen habe ich noch nicht alle, 
aber etliche zu bearbeiten versucht, und reihe das hier aneinander.
1) Der 220 O Widerstand war frisch und neu eingelötet, aber auch die 
Nachkontrolle heute ergab keine Änderung. Ursprünglich lag anstelle des 
220 O R‘s ein Dreierpack aus einem 710 Ohm R und parallel dazu eine 
Diode und ein weiterer 710 O R, siehe Bild 1. Die funktionierende 
Schaltung hatte aber nur einen 200 Ohm R im Gatezweig und so hatte ich 
die Problem-Schaltung auch eingestellt.
2) Die Masse für den Oszi führte auf einen GND-Kontrollpunkt ca. 2 cm 
vom Source-Anschluss-Pin (SAP) entfernt. Heute hatte ich die Oszi-Masse 
direkt an den SAP angeschlossen, und kann keine Abweichung beobachten.
3) Der erste verwendete Mosfet, welcher auch die Bilder oben generierte, 
war ein RFP70N06. Dessen Datenblatt habe ich als Anlage beigefügt.
4) Die Minus 12 Volt sind ein Missverständnis. Am Drain liegt dieses 
vermatschte Rechteck mit einer max. Amplitude von ca. 23 Volt. Nach der 
Gleichrichtung mit der Diode werden das dann ca. 11 Volt.
5)Die Milli-Ohm-Angaben für 3 Spulen erfolgten vorwiegend, um einen 
Grund für meine Schaltbildfehler benennen zu können, halt das Prob, in 
diesem niedrigen Ohm-Bereich Leiterbahnen von Spulen unterscheiden zu 
können. Auch an die Anschlüsse der Spulen kommt man kaum ran, die liegen 
ebenfalls alle unter den Bauteilen.
Aber heute hatte ich auf der Problem-Platine ebenfalls die Werte 
gemessen und mit den im vorigen Schaltplan Angegebenen, die für die 
heile Platine stehen, verglichen. Allesamt komplett gleich. Daher kann 
wohl ausgeschlossen werden, dass eine Spule einen Windungsschluss haben 
könnte.

6)Die Z-Diode im Gatezweig wurde abgeknipst und die Werte verglichen. 
Die Ausgangsspannung des Wandlers steigt tatsächlich, aber nur um 0,28 
Volt. Am Gateanschluss ist die Dreieckspitze - also der Maximalwert - um 
0,16 Volt erhöht. An dem Drain-Signal ist aber keine Änderung zu sehen.
7) Gerade hatte ich auch mal den Wandlerausgang mit einem 220 Ohm R 
direkt „durch die Luft“ auf den Gateanschluss geschaltet: keine 
Änderung.

8) Auch heute baute ich den bisherigen TO220 MosFet aus, und ersetzte 
ihn durch einen anderen, den IRF1010E. Wenn man genau hinschaut, mag es 
geringfügige Veränderungen geben, aber unterm Strich bleibt alles 
gleich. Die Bilder von diesem neuen Mfet sind angefügt, ebenso dessen 
Datenblatt.
9) Die von „R.F.“ angeregten Experimente habe ich zwar vorbereitet und 
einen Lastwiderstand von 1,1 Ohm für 1 Ampere erstellt. Aber weiter bin 
ich noch nicht gekommen, und ich traue mich da auch nicht so recht ran. 
Die als Last fungierende Power-Vielfach-LED würde ich zwar testweise 
durch diesen 1,1 Ohm R ersetzen, aber einen anderen Signal-Generator? 
Ich habe zwar etwas wahrscheinlich Geeignetes, einen Hameg HM8030, 
aber……
...aber soweit ich verstanden habe, regelt das Wandler-IC – der 3834B – 
sowohl die Spannungsreglung als auch die Stromreglung gemeinsam über die 
Variation des Tastverhältnisses des Ausgangssignal. Also Frequenz bleibt 
immer gleich, aber mal gibt es eine längere „1“, mal 'ne kürzere. Das 
kann mein HM8030 nicht, der macht immer halbe/halbe. Und ich habe auch 
etwas Angst, die Schaltung kaputt zu reparieren.  Nicht, dass die 
Spannung plötzlich völlig nach oben ausbricht und sich mehr Bauteile in 
Rauch auflösen als bisher nur der MFet.

Erinnern möchte ich an den Auslöser für das Ungemach. Da war mir die 
Messspitze des Oszis vom Ausgangspin des Wandlers abgerutscht und hatte 
den Pin entweder mit plus 12 Volt oder mit GND verbunden. Der Wandler 
hatte es überlebt, wurde aber dennoch ausgetauscht. Die Spulen scheinen 
ja auch keine Beschädigung erhalten zu haben. Könnten die Kondensatoren 
rings um den MFet ungut verändert worden sein?

Soll ich mich trotzt meiner Befürchtungen noch an die von „R.F.“ 
angeregten Experimente ran wagen?
Grüße, wilhelmT

[Mario P. (Gast)]

Be T. schrieb:
> Der Current-Sense Pin 3 ist über einen Transistor (nicht eingezeichnet)
> mit dem Oszillator verknüpft.
Hiermit wird das feste Tastverhältnis von ca. 1:1 eingestellt. Dieser 
Teil ist ungeregelt. Die Spannung über den Ausgangskondensatoren steigt, 
solange der FET geschaltet wird. Wird die Flußspannung der LED 
überschritten, beginnt der Strom über die LED zu fließen. Mit weiter 
steigender Ausgangsspannung steigt auch der Strom über der LED.

Be T. schrieb:
> Stattdessen kontrolliert der Shunt den Strom aus der LED. Dieser Strom-
> Abgriff läuft über einen OP und führt ... auf den „Voltage Feedback“
> (Pin 2) des Wandlers.
Diese Rückführung sorgt dafür, daß der Wandler gestoppt/blockiert wird, 
wenn der Strom durch die LED zu groß wird. Die LED wird weiter durch de 
Ausgangskondensatoren versorgt. Deren Spannung sinkt jetzt und mit ihr 
der durch die LED fließende Strom. Die Rückkopplung  auf Pin 2 des 
Wandlers gibt den Wandler bei genügend geringem Strom wieder frei. Der 
Vorgang beginnt von vorn.

Mein weiteres Vorgehen wäre der Test der Ansteuerung bei ohmscher Last 
als der einfachste Fall (Der Wandler arbeitet nicht mit Resonanzen im 
Lastzweig. Ist kein Resonanzwandler, die Iduktivitäten und Kondensatoren 
werden zur Ansteuerung nicht benötigt. ):
von 12V kommend mit einem Wiederstand, sagen wir mal 750Ohm, auf den 
Drain-Anschluß des FET und vom Source-Anschluß mit einem Shunt von 
0,1Ohm bis 1,0Ohm auf Masse. Dann sollten bei eingeschaltetem FET 16mA 
fließen, 200mW Verlustleistung fallen etwa an. Die Finger verbrenne ich 
mir dabei jedenfalls nicht.
!! Keine Spulen oder Kondensatoren im Lastzweig sind angeschlossen! Auch 
die LED nicht. !! Die Filterspule L1 und die zum Eingang gehörenden 
Kondensatoren vor L2 würde ich jedoch in der Schaltung belassen.

Jetzt brauchen wir noch eine einstellbare Spannung 0V ... 0,5V zum 
Testen der Abschaltfunktion bei zu großem Strom durch die LED. Das geht 
z.B mit einem Spannngsteiler von den 12V aus oder auch mit einem 
Labornetzteil mit einstellbarer Spannung. Diese Spannung wird auf den 
OPV im Rückführungskreis gegeben. Der Original-Shunt ist in diesem Fall 
abgeklemmt. Steht eine einstellbare Konstantstromquelle mit einem 
Ausgangsstrom von 0A bis über 1,5A ( Nennstrom von 1A über der LED nach 
Deiner Aussage plus Rippel), besser 2A zur Verfügung, kann dieser Strom 
auch direkt über den originalen Shunt eingespeist werden.

Soweit die Vorbereitung. Der Strom am Shunt oder die Spannung am OPV 
wird zunächst auf 0A entsprechend 0V eingestellt.
Damit ist der Wandler über Pin 2 freigegeben und sollte arbeiten ( ist 
jetzt natürlich kein Wandler sondrn nur ein einfacher Schalter ). Als 
Spannungskurven am Gate des FET und über dem zusätzlich am 
Source-Anschluß des FET eingefügten Widerstand erwarte ich in einem 
guten Rechteck mit einem Tastverhältnis von 1:1.
Wenn dem so ist, steht die Prüfung der Rückkopplung an.
Beim Erhöhen der Spannung am OPV oder entsprechend des Stromes über dem 
Shunt erwarte ich, daß der FET bei ca. 0,1V / 1A (entspricht dem 
Spannungsabfall bei Nennstrom / dem Nennstrom durch die LED  ) nicht 
mehr angesteuert wird und sperrt und beim Verkleinern der Werte die 
Ansteuerung des FET wieder einsetzt. Zudem erwarte ich eine kleine 
Hysterese zwischen sperren und wieder freigeben.
Wenn das soweit funktioniert, gehe ich von einer vernünftig arbeitenden 
Ansteuerung des Wandlers und der Funktionsfähigkeit der Rückkopplung / 
Strombegrenzung aus. Die Fehlersuche kann dann im originalen 
Leistungszweig schrittweise fortgeführt werden. Wenn nicht, liegt auf 
der Ansteuerseite oder bei der Rückkopplung was im Argen und es muß hier 
weitergemacht werden.

Wenn das soweit i.O. ist,

viel geschrieben, vielleicht zu genau ... - was solls, steht jetzt hier 
:-)

Grüße Mario

[Be T. (wilhelmt)]

Das sind ja eine Menge an Bastel-Vorhaben mit teils erheblichen 
Eingriffen in die Schaltung wie gleich mehrfachen Auftrennungen von 
Leiterbahnen etc. Das erfordert erheblichen Zeitaufwand.
Leider muss in dieser Debatte von meiner Seite aus eine Unterbrechung 
erfolgen: der Termin für die Abgabe der Steuererklärung steht vor der 
Tür, das muss!
Mario, deine Ausführungen haben mich darauf gestoßen, dass ich den 
Schaltungsteil von LED über deren Stromshunt, der Verstärkung des 
Stromsignals über einen OP bis zum Voltage-Feedback-Eingang des Wandlers 
noch gar nicht auf Dynamic untersucht hatte. Will sagen, da war der Oszi 
noch nicht dran. Das hatte ich heute noch ganz kurz untersucht, und 
nicht wirklich viel Dynamic gefunden.

Am Stromshunt "unter" der LED mit seinen 0,1 Ohm liegt die für 1 A zu 
erwartende Gleichspannung von ca. 0,1 Volt. Die ist überlagert von einem 
kleinen Signussignal mit ca. 30 mV – siehe Bild 1. Nach dem OP sind‘s 
dann auch nicht viel mehr: gut 1 Volt mit drauf gesatteltem Sinus von 
ca. 70mV Volt. Auf dem Weg zum Wandler läuft das über einen 
10-kO-Widerstand und trifft dann auf einen Kondensator, und tusch ist 
der aufgelagerte Sinus weg. Am OP kommt nichts mit Bewegung mehr an, nur 
noch pure Gleichspannung. Das ist bei der heilen Schaltung so, zu der 
anderen bin ich nicht mehr gekommen, die Steuer!

Zwei Bilder noch angehängt von der Unheiligen Schaltung: Bild 3 erst 
wieder das Wandler-Ausgangssignal zusammen mit dem Gate-Matsch, auf Bild 
4 dann das W-Ausgangssignal mit dem Drain-Signal. Da sind ganz schön die 
Verzögerungen beim Umschalten zu sehen.
Würde mich freuen, wenn ihr diesem Fred treu bleiben könntet. Ich melde 
mich „nach Steuer“ wieder.
Grüße, wilhelmT

[Be T. (wilhelmt)]

Licht am Ende des Tunnels:
An die umfangreichen Umbauarbeiten mit Leiterbahntrennungen hatte ich 
mich noch nicht rangetraut, sondern vorher noch „Einfacheres“ versucht. 
Probehalber hatte ich den Gate-Vorwiderstand von zuletzt 220 Ohm auf ca. 
90 Ohm verringert. Zur Erinnerung: In der orig Schaltung lag ein 710 Ohm 
R und parallel dazu noch ein 710 O R mit Diode in Gegenrichtung zwischen 
Wandler-Ausgang und Gate, siehe Bild 1 drei Beiträge höher.

In der zweiten, funktionierenden Platine gabs nur einen 200 O R als 
Vorwiderstand. Nun also ein Versuch mit 90 O. Nützte nur wenig, immer 
noch Matsche, aber irgendwie schien sich da was in Richtung Gutem zu 
verschieben. Also den R auf 56 Ohm geändert und da begann ich zu 
staunen: Die Matsche war fast weg, die Signale sahen verdammt einem 
Rechteck ähnlich. Also dann auf 22 Ohm und – is klar – danach den R ganz 
weg, und das Ergebnis seht ihr auf Bild 2: das untere, türkisfarbene 
Signal ist dasjenige des Wandler-Ausgangs und nun gleichzeitig das 
Gatesignal. Das obere, gelbe ist das am Drain Anliegende.
Wichtig auch, die Amplitude des Gatesignals, die im Matschformat bei 3,5 
V mit Nadelspitze von knapp 5 Volt lag, beträgt jetzt volle 11 Volt, 
genau wie diejenige in der „heilen“ Platine. Dann wurde ich mutig und 
baute vom TO220-MosFet den Kühlkörper ab, ohne den vorher nichts ging. 
Und nun kann ich auch nach Minuten keine mit dem Finger erkennbare 
Erwärmung feststellen.

War das jetzt die Lösung? Zumindest würde ich mich zu der Aussage trauen 
wollen, dass in keinem Schaltungsteil ein beachtenswerter Fehler und 
schon gar kein defektes Bauteil sein wird. Anders könnte man die jetzt 
einwandfreie Funktion wohl kaum erklären.

Aber fertig ist noch nichts, denn im Original war dieser MosFet ja im 
Winzigst-Gehäuse eingebaut und nach meiner Erinnerung war der erste 
Versuch, einen Ersatztyp im W-Gehäuse einzusetzen, gescheitert, weil der 
sich auch in Rauch aufgelöst hatte. Da war noch ein 220 Ohm R als 
Gatevorwiderstand vorhanden.

Jetzt brauche ich noch mal eure Hilfe, weil ich im Umgang mit MosFets 
keine besonderen Erfahrungen habe. Im orig Zustand auf dieser 
Problemplatine war ja die oben erwähnte Kombi aus 2 Widerständen und 
einer Diode verbaut. In der zweiten, heilen Platine war nur ein einziger 
220 Ohm R.

Frage 1) Wäre es jetzt sinnvoll, den angeschafften Ersatztyp im 
Micro-Gehäuse ganz ohne Gatewiderstand einzusetzen?

Frage 2) Wenn das nicht zum Erfolg führen sollte, könnte man dann in 
dieser Schaltung, welche nur aus SMD-Bauteilen besteht, diesen fetten 
TO220 MosFet als Dauerlösung nehmen? Platz wäre genug.
Grüße, wilhelmT

[Be T. (wilhelmt)]

Es kamen keine Antworten mehr, also mußte ich meine Fragen selbst 
beantworten. Das habe ich getan, und nun erkläre ich die Arbeiten als 
erfolgreich beendet. Ein Dank an jene, die mir mit Vorschlägen und 
Analysen geholfen haben, mich durch die Untiefen der Fehler und 
Ungewissheiten durch zu arbeiten.
Grüße, wilhelmT

[Tippgeber (Gast)]

Mir kommen die Widerstandswerte sehr hoch vor, hast Du diese 
nachgemessen oder abgelesen? Ein Aufdruck 220 kann auch 22*10^0, also 22 
Ohm bedeuten.
22 Ohm im Gate scheint mir ein durchaus passender Wert zu sein.

Wenn Du eine funktionierende Schaltung hast, einfach solange Bauteile 
tauschen, bis der Fehler mitwandert?

Der 3842 ist ein recht bekannter Regler, hier wird jedoch nicht eine 
Spannung, sondern ein Strom geregelt.

[Be T. (wilhelmt)]

Einige Beiträge drüber ist eine Handskizze enthalten, welche dir 
ursprüngliche Original-Bestückung wiedergibt. Original saß das sogar ein 
710 Ohm Widerstand drin, und den hatte ich gleich mehrfach nachgemessen.
Leider ist der orgiginal verbaute Mosfet nicht identifizierbar, weil das 
Gehäuse so winzig ist und der Microaufdruck nichts, aber auch gar nichts 
im Inet Verwertbares hergibt. Schade, da wäre ich schon neugierig, was 
das für einer war.
Etwas seltsam ist ja auch, dass in den beiden im Quad verbauten Lampen 
in diesem Schaltungspunkt unterschiedliche Bestückung anzutreffen war. 
In der anderen Schaltung waren es nicht 710 Ohm, sondern halt diese 220 
Ohm.

Aber nun funktioniert es ja, die Lampen sind beide repariert, 
zusammengebaut und wieder in normalem Betrieb.
Grüße, wilhelmT