Fiepender Step-Down-Converter: Reparatur oder Austausch?

[P. S. (sandl)]

Hi zusammen,

habe folgende "defekte" Innenstation einer Türsprechanlage vor mir 
liegen: 
https://www.avitec24.de/innenstation-vt670w-weiss-oder-vt670-schwarz-inkl-trafo_100198_1194

Leider fiept das Teil im Standby sehr nervend bei ca. 7 kHz. Das Gerät 
stammt aus 2015 und gehört zu einem vor kurzem erworbenen Haus, daher 
ist unklar ob das schon immer so war und die Vorbesitzer einfach nicht 
gestört hat, oder schon eine Alterserscheinung der Elektronik 
darstellt... auf jeden Fall würde ich das Fiepen gerne abstellen :-)

Ich bin mir recht sicher die Ursache des Fiepens lokalisiert zu haben - 
auf der PCB die das Display ansteuert sind mehrere Step-Down-Wandler, 
und einer davon scheint der Übeltäter zu sein (siehe Bild 
Ausschnitt_Step_Down).

Es ist ein XL1583, 12V am Eingang, 5V am Ausgang, so ziemlich genau nach 
der Typical Application des Datenblatt aufgebaut: 
https://datasheet.lcsc.com/lcsc/1809191931_XLSEMI-XL1583E1_C74196.pdf

Das Geräusch tritt am stärksten auf wenn die Einheit im Standby ist, 
also Display dunkel, Spannungswandler quasi im Leerlauf.

Ausprobiert habe ich bisher nur, verschieden große Kondensatoren 
parallel zum Feedback-Eingang des IC zu hängen (daher auch die 
Lötzinnreste an Pin 5 vom IC). Mit verhältnismäßig großen Kapazitäten 
(>1 uF!) war dann das Fiepen im Leerlauf zwar weg, aber die 
Ausgangsspannung wurde dadurch etwas angehoben und bei Last hat der 
5V-Ausgang angefangen zu schwingen, das hab ich daher wieder entfernt.

Ich bin kein Experte wenn es um Schaltnetzteile geht, daher habe ich 
folgende Fragen dazu:
- hat jemand eine Idee, wie das Fiepen im Leerlauf beseitigt werden 
könnte?
- was bezweckt eigentlich L1 + diverse Cs am Eingang? Ist das ein 
Filter?
- oder Plan B: spricht etwas dagegen, dass ich den bisherigen Wandler 
einfach mit einem guten Step-Down-Modul ersetze? Würde dafür L1 und L2 
entfernen und da ein Mean Well (NID35-5) 12V->5V Modul anschließen was 
nicht fiept im Leerlauf.

Vielen Dank und Grüße
Philipp

[Gustl B. (-gb-)]

P. S. schrieb:
> Ich bin mir recht sicher die Ursache des Fiepens lokalisiert zu haben

Das geht genauer. Drücke von oben nacheinander auf die 
Karemikkondensatoren. Manche hören mit dem Fiepen auf denn man da Kraft 
ausübt.

Ich verdächtige spontan den 1117, das ist ein LDO und Manche der Typen 
kommen nicht damit klar wenn am Ausgang die ESR zu gering ist. Entferne 
an dessen Ausgang mal die Keramik (C9, C10, C11 und C31) und setze da je 
LDO einen 10 uF Elko hin.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

P. S. schrieb:
> Das Geräusch tritt am stärksten auf wenn die Einheit im Standby ist,
> also Display dunkel, Spannungswandler quasi im Leerlauf.
Da gibt es 2 Möglichkeiten: der Regler schwingt, oder er ist er nur noch 
ab&zu aktiv, um den Kondensator wieder nachzuladen.
Weil im Datenblatt nichts davon steht, dass er Pulse Skipping kann, wird 
er wohl eher instabil sein.

> was bezweckt eigentlich L1 + diverse Cs am Eingang?
Ein Filter. evtl. dazugemurkst, weil das Layout nicht optimal ist.

> Es ist ein XL1583, 12V am Eingang, 5V am Ausgang, so ziemlich genau nach
> der Typical Application des Datenblatt aufgebaut
Aber mit zeimlich kreativem und raumgreifendem Layout.

P. S. schrieb:
> oder Plan B: spricht etwas dagegen, dass ich den bisherigen Wandler
> einfach mit einem guten Step-Down-Modul ersetze?
Nein, das geht. Die L1 kannt du drin lassen, nur die L2 muss raus.

Gustl B. schrieb:
> Das geht genauer. Drücke von oben nacheinander auf die
> Karemikkondensatoren.
Ein Gummischlauch im Ohr findet den Quälgeist. Ein Stethoskop tut 
weniger weh.

[P. S. (sandl)]

Super, danke euch beiden - werde heute Abend weiter testen, aber falls 
das zu nichts führt, wird der Wandler auf dem Board überbrückt.

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Du kannst auch eine Spectroid-App auf das Smartphone werfen und dann mit 
dessen Mikro suchen.

https://play.google.com/store/apps/details?id=org.intoorbit.spectrum&hl=de&gl=US&referrer=utm_source=google&utm_medium=organic&utm_term=spectroid

[P. S. (sandl)]

Danke für den Tipp - die Spectroid-App ist toll und war tatsächlich auch 
mein erste Idee um das Fiepen zu lokalisieren, aber mit dem Mikro am 
Smartphone hat es leider nicht geklappt, bei den kleinen Abständen 
bräuchte es dafür ein Richtmikro. Immerhin hab ich damit rausgefunden, 
dass das Fiepen bei 7 kHz liegt.

Als Update: hab noch eine Weile herumprobiert aber keine 
zufriedenstellende Lösung gefunden, daher für Plan B entschieden - auch 
aus dem Grund, weil die Ausgangsspannung des originalen Wandlers etwas 
komisch geschwankt hat - im Leerlauf 5,2 V und bei Last 4,9 V. Das kam 
mir ungesund vor, daher hab ich das Gerümpel von der PCB genommen und 
das besagte Mean Well Step-Down-Modul eingepflanzt. Das Teil liefert 
jetzt saubere, konstante 5,0 V und das Fiepen ist komplett verschwunden 
:-)

Vielen Dank nochmal an alle!