start : 19.08.2016 / 11:00 h

Mobiler Lautsprecher
MCP-100 / JayTech

Fehlerbeschreibung,

Schaltet nicht ein, Akku lädt nicht.



In das Herz der Box kommt man durch die hintere Platte,
da werde ich jetzt mal hinein sehen
um die Stromversorgung zu prüfen.


Der innenliegende 12 Volt Bleigel Akku hat nur 8,5 Volt,
d.h., er ist schon lange nicht mehr geladen worden,
er könnte tiefentladen sein, und damit unbrauchbar,
ich werde ihn später laden um das genau zu untersuchen.

Der Verstärker liegt hier links,
und rechts das Netzteil, in diesem Falle ein Schaltnetzteil,
welches ich mal zuerst prüfen werde.



Der erste Blick geht in Richtung einer Sicherung,
die auf der Netzteil Leiterplatte aufgelötet ist.

Eine schnelle Messung ergab, die ist defekt, kein Durchgang.



Zum Testen überbrücke ich diese Sicherung mit einem sehr dünnen Draht,
der als temporärer Sicherungsersatz dienen soll,
und dann wird in Deckung gegangen und eingeschaltet :-)



Wider Erwarten schnalltst, funkt und raucht es kurz, und der dünne Draht ist durchgebrannt.



Das Schaltnetzteil selbst muss also einen Fehler haben, den ich versuche, ausfindig zu machen.

Wobei der erste Blick auf die erste kleine Drossel geht,
diese scheint jetzt durchgebrannt zu sein,
ich schliesse es nicht aus, dass es durch diese Aktion soweit gekommen ist :-(

Der Fehler liegt also irgendwo hinterhalb dieser Drossel,
ich tippe mal stark auf die vier Gleichrichter Dioden,
die schnell mal durchgemessen werden ...



Ein paar dieser Gleichrichter-Dioden sind defekt,
nach dem Anheben derselben konnte ich immer noch
einen Kurzschluss im Spannungspfad messen.

Nachdem ich den Transistor (MosFET) ausmontiert hatte,
war der Kurzschluss weg.

Jetzt heisst es, kurz überlegen, was man hier macht ...



Einen Versuch ist es wert, das Schaltnetzteil zu reparieren.
Hierzu werde ich mal die rot markierten Bauteile tauschen,
meisst Dioden, und ein MosFET.



Die Filterdrossel werde ich zuletzt tauschen,
da sehr schwer zu bekommen, und evtl.
aus einem defekten alten PC-Netzteil
wieder zu verwenden.

Interessanterweise hat es auch eine der sehr grossen
Gleichrichterdioden erwischt, jene im 18 Volt Spannungsteil.
(rechts im Bild)

Was wohl vermutlicherweise daran gelegen hat,
dass zwei Spannungsquellen zugleich angeschlossen
bzw. eingeschaltet wurden, was dann natürlich dazu führt,
dass das schwächere in der Kette nachgibt,
hier war es das Schaltnetzteil :-(

Dummerweise scheint diese Schaltungsanordnung sich nicht
gegenseitig zu schützen, denn dann wäre das nicht passiert.

Das Warnschild aussen auf der Box weist sogar noch darauf hin,
dies nicht zu tun, falls ich richtig gelesen habe.

Technisch wäre es durchaus möglich,
eine solche Sicherheitsschaltung zu integrieren,
aber jeder Hersteller spart, wo es nur geht :-(

Der innenliegende 12V / 4,5 Ah Bleigel-Akku bricht bei der
kleinsten Belastung bereits zusammen,
auch lässt er sich nicht mehr laden :-(



Kurzum habe ich die Anschlüsse vom Akku getrennt,
und selbst 12 Volt eingespeist, also soz. den Akku simuliert,
und soweit scheint die Box dann zu funktionieren
und spielt Musik :-)

Wenn ich das Schaltnetzteil simuliere, auch dann funktioniert die Box wieder.

Selbst bei Anschluss am DC-Eingang funktioniert die Box einwandfrei.

Allerdings hätte ich eine kleine Quizfrage,

Wer findet den Fehler ? --->


Auflösung ..... !

Die beiden Buchsen schwarz/rot sind vertauscht, warum auch immer das so geschehen ist.
Die Beschriftung auf der Rückplatte ist allerdings korrekt.
Plus zu Plus, und Minus zu Minus.

Oder wie der Franzose sagen würde ....

'Le Plüs, e le minü' ... :-)

Daher tippe ich einfach mal auf eine unbewusste Verpolung beim Anschluss
eines starken externen Netzteils, wie es z.B. ein KFZ Ladegerät sein könnte.

Das wiederrum würde es durchaus erklären, warum sogar die sehr grosse
Ausgangs-Gleichrichter-Diode auf der Schaltnetzteil-Leiterplatte einen Defekt erlitten hat,
weil da können wirklich hohe Ströme fliessen !

Ich warte einfach mal auf die paar Ersatzteile vom Conrad,
die sollten spätestens in zwei bis drei Tagen eingetroffen sein,
und dann erst kann es weiter gehen mit dem Schaltnetzteil.

.............

In der Zwischenzweit, so wie ich halt bin, hab ich mir mal den
End-Verstärker der mobilen LautsprecherBox angesehen.

Beim ersten Blick aus ca. zwei Metern Entfernung sagte ich zu mir,
bevor ich noch irgendeine Reparatur begonnen hatte,
das ist ein TDA .

Und was war es ?

Es ist ein TDA 7377 :-)

Ich verblüffe mich immer wieder selbst. Ehrlich.

Dieser TDA 7377 wird, oder wurde wohl in Autoradios eingesetzt,
und hat laut Datenblatt :

eine maximale Leistung von 2x 20 Watt an einem 4 Ohm Lautsprecher

Diese beiden Ausgänge wurden gebrückt,
sodass man, rein rechnerisch,
40 Watt an 4 Ohm zur Verfügung hat.

Der Baustein scheint am Ende immer an der Leistungsgrenze zu sein,
wenn man mal voll aufdreht, und das über ein paar Stunden,
wie eine Party eben so ist :-)

Man wird aber sehr rasch merken, dass dort eigentlich keine Leistung
hörbar scheint, wie sie es in der Artikelbeschreibung,
z.B. von Amazon oder Conrad,
zu lesen ist :

Musikleistung:
max. 60 Watt (RMS)
450 Watt (PMPO)

Zurück zum Datenblatt und naja, ... zu den 40 Watt aus dem Datenblatt :-)

Die versprochenen 60 Watt werden nur dann erreicht, wenn man noch weiter
aufdreht, und die Musik dann aber bereits hörbar zu verzerren beginnt.

War es nicht ein Baustein, der einst in Autoradios verbaut wurde ?
Im Auto stehen 12 Volt Gleichspannung zur Verfügung,
bei laufendem Motor ca. 14 Volt .

Diese Rechnung gebe ich allzu gerne immer wieder an,
denn es gilt, und ist reine Physik :

Beispiel Auto mit 14 Volt :

U = 14 Volt
R = 4 Ohm

ohmsches Gesetz :
U = R x I

Leistung :
P = U x I

Falls man einen Lautsprecher, angenommen, direkt an 14 Volt anschliesst,
so errechnet man zuerst den Strom, der durch den Lautsprecher fliessen würde,
mit :

I = U / R
I = 14 Volt / 4 Ohm
I = 3,5 Ampere

Damit errechnet man dann die Leistung des Lautsprechers, die dadurch
maximal erreicht werden kann :

P = U x I
P = 14 Volt x 3,5 Ampere
P = 49 Watt

( einfacher, P = (UxU) / R )

Aber !

Zur Berechnung der maximalen RMS Audio-Leistung (Root Mean Square),
was ja die Leistung realistisch angibt,
nimmt man die maximale Amplitude in Volt einer Sinusschwingung,
davon dann den Effektivwert, und wendet dann erst die Leistungsformel an.

Natürlich unter Belastung, nehmen wir wieder unseren 4-Ohm Lautsprecher :

U = 14 Volt
      Ueff = 14 Volt x ( Sqr(2) / 2 )
      Ueff = 14 Volt x 0,707
      Ueff = 9,89 Volt

R = 4 Ohm

P = (Ueff x Ueff) / R
P = (9,89 Volt x 9,89 Volt) / 4 Ohm

P = 24,45 Watt bei 14 Volt Eingangsspannung

Laut Datenblatt des TDA 7377 liegt die maximale Eingangsspannung
bei 18 Volt, also nehmen wir an, die Ausgangsspannung
am Lautsprecher liegt dann ebenfalls bei maximal 18 Volt
Amplitude.

Die Rechnung mit 18 Volt ergibt dann eine Leistung von :

P = 40,5 Watt bei 18 Volt Eingangsspannung

Das ist aber der optimale Zustand,
und kein Mensch käme auf die Idee,
einen Lautsprecher direkt an die Autobatterie anzuschliessen :-)

Sprich, da ist noch etwas dazwischen,
also wer ?

Ja. Der Leistungsverstärker. Der liegt dazwischen.
In diesem Falle der TDA 7377.

Der Leistungsverstärker hat selbst einen gewissen Verlust,
also die Spannung am Lautsprecher wird niemals die vollen
14 Volt erreichen.

Die Eingangsspannung ist im Datenblatt auf 18 Volt als maximale
Spannung angegeben,
diese sogenannten 'absolute maximum ratings' sollte man
aber als Techniker durchaus meiden,
denn eine kurze Spannungsspitze kann dann den Baustein
sofort zerstören.

Leider kenne ich durch das defekte Schaltnetzteil die Spannung
und die Stromstärke nicht,
aber ich schätze sie mal auf ca. 16 Volt / 4 Ampere,
mehr aber, angesichts der geringen Baugrösse, nicht.

Wie war das mit der Leistungsformel ?

P = U x I
P = 16 Volt x 4 Ampere
P = 64 Watt

Soweit, so gut.

Das Netzteil muss aber noch die anderen Komponenten mit betreiben,
also den Equalizer, die USB und SD-Card Schnittstelle,
und was da noch alles vorhanden ist.

Schätzen wir mal, da gehen ca. 5 Watt dafür weg.

Haben wir noch 59 Watt für den Leistungsverstärker, den eingebauten TDA 7377.

Das würde ja rein rechnerisch zusammen passen mit den oben errechneten 49 Watt
aus der Autobatterie und dem 4 Ohm Lautsprecher.

Auch soweit, so gut.

Die Rechnung des Herstellers scheint soweit zu passen !

Was aber ist mit der Herstellerangabe 60 Watt RMS Musikleistung ?

Und rein rechnnerisch überschlagen kommen wir jetzt
auf 59 Watt für den Leistungsverstärker, der ja selbst noch
einen gewissen Verlust mit sich bringt ?

Da wären wir beim Wirkungsgrad,
der bei dem Verhältniss 59 Watt errechnet zu 60 Watt Herstellerangabe
bei ca. 98 % liegen soll ?

Die Herstellerangabe von 60 Watt / RMS widerspricht sich dann auch noch
mit dem im Datenblatt des verbauten TDA 7377,
welcher bei maximal 18 Volt Eingangsspannung
maximal 40,5 Watt RMS / 4 Ohm treiben kann !!

Als Bayer dad i sogn, des is a bissl a Hexerei, wos der do treibt :-)

Aber dann haben wir noch einen Bleigel-Akku, der geladen werden möchte :-)

Überschlagsmässig sind da jetzt noch 10 Watt dafür übrig.

P = U x I
I = P / U

I = 10 Watt / 16 Volt
I = 0,625 Ampere

Der Bleigel Akku würde dann nur mit 0,6 Ampere geladen werden,
und wäre erst nach 4,5 Ah / 0,6 A = 7,5 Stunden voll.


Ganz klar, das ist eine Rechnung im extremsten Falle. Sog. 'worst-case',
nur um die Rechnung deutlich zu machen.

Jedoch wollte ich nur auf die Hersteller-Musik-Leistungsangabe hinweisen,
welche niemals 60 Watt RMS sein kann, wenn man sich das Datenblatt
des Verstärkerbausteins ansieht, in Kombination
des etwas unterdimensionierten Netzteiles,
und der Ladefunktion für den Bleigel-Akku.

Klar kann man damit wohl sehr gut Musik hören, und auch in guter Lautstärke,
aber die Herstellerangaben sind etwas dürftig.

Besonders die Angabe 450 Watt (PMPO),
bei solchen Angaben,
selbst bei der Notwendigkeit eine solche Angabe
geben zu müssen,
stellen sich bei mir bereits die Ohren schräg :-/

Wenn ein Hersteller eine PMPO - Angabe angibt,
dann hat er es sichtlich nötig, sein unterdimensioniertes Produkt
an den Mann zu bringen.

Das finde ich persönlich nicht in Ordnung,
weil es für den Laien irreführend ist :-(

Siehe WiKi Artikel,
Musikleistung

.............

Ich warte nun erstmal auf die Bauteile, dann kann es weiter gehen ...

In der weiteren Zwischenzeit hab ich mir mal darüber Gedanken gemacht,
wie ich denn das defekte Schaltnetzteil wieder sanft in Betrieb nehmen kann,
wenn dann die Bauteile angekommen sind.

Meine Idee ist, mit nur 60 Volt und Strombegrenzung das mal zu versuchen,
jedoch bin ich mir nicht sicher, ob es bei 60 Volt bereits arbeiten wird.

Deshalb mal zwei Bilder übereinander gelegt,
um irgendwie den Schaltplan rekonstruieren,
und die Funktion besser kennenlernen zu können.


Das hab ich einfach mal sein lassen, denn ich kenne das Prinzip
eines Schaltnetzteiles in Etwa.

Die paar Bauteile sind angekommen,
kurzum habe ich dann die fünf Dioden, und die zwei grösseren Dioden, getauscht.

Meine Idee war, mit nur erstmal 60 Volt das Ganze zu testen.
Leider ist das Schaltnetzteil bei dieser geringen Spannung noch nicht losgelaufen.

Also war die folgende Idee, wieder mit einem dünnen Sicherungsdraht als Ersatz,
das Schaltnetzteil direkt an 220 Volt anzuschliessen.

Und siehe da, es funktioniert !

Es kommen geregelte 5 Volt aus dem hier links zu sehenden Anschluss heraus.



Leider konnte ich die Hauptstromversorgung bzw. Spannungsquelle noch nicht testen,
wie man schnell bemerkt, fehlt der benötigte MosFET,
und die rechte Anschlussbuchse ist deshalb noch nicht messbar.

Warum ?

Weil man anscheinend beim Conrad so arbeitet wie beim McDonalds,
man sollte immer vor Ort in die Tüte schauen,
ob auch das Richtige drin ist.

In diesem Fall hab ich das leider nicht gemacht,
und ich bekam einen Cheeseburger anstatt eines BigMäc !

Ernsthaft, auf der ESD-gerechten, silbernen Verpackung
wurde der gewünschte Typ MosFet vom Typ IRFBC40PBF auch so aufgedruckt,
jedoch leider war nicht das gewünschte Produkt darin zu finden,
vielmehr aber ein EEPROM des Typs 24 LC 08 :-(((

Ich habe aber sofort eine EMail abgesendet,
mal sehen, was da kommt.



Leider ..... naja es dauert beim Conrad immer etwas länger ....

Zumindest ist ein Ersatz für die defekt gegangene Netz-Drossel schon mal da.


Endlich, der MosFET ist angekommen.
Eine rasche Messung ergab, dass der mittlere Drain Anschluss
mit der Rückseite des Gehäuse des MosFET verbunden ist.

Damit es hier keinen satten Kurzschluss gibt, musste ich die
Leiterplatte hier trennen, dort, wo der Kühlkörper festgelötet ist,
der ja elektrisch mit dem Drain Anschluss verbunden ist.



Der MosFET wird mit Wärmeleitpaste auf den Kühlkörper wieder aufgeschraubt,




und schliesslich wieder aufgelötet.



Jetzt ist es fertig für den ersten Test.

Werden die ca. 16 Volt wieder bereitgestellt ?

Wir dürfen gespannt sein....


Leider, ....
... sind die ca. 16 Volt nicht bereitgestellt worden.

Der Tausch der sieben Dioden und des MosFET's hat also nicht genügt.

So leicht aufgeben ist aber nicht meine Sache,
daher habe ich weiter gemessen,
die 5,1 Volt Zener-Diode Z1 war ebenfalls defekt.



Auch nach dem Tausch der Z1 immer noch
kein Lebenszeichen der ca. 16 Volt am Ausgang :-(

Ich habe, langsam aber sicher, den Verdacht auf den PWM Controller,
der, erschwerlicherweise, keine Beschriftung besitzt.



Also musste ich anhand der Schaltung die Pin-Belegungen rekonstruieren.
Augenmerk war,

Pin 1 Gate-Anschluss für den externen MosFet
Pin 3+6 nicht verbunden (NC)
Pin 8 GND



und nach ein paar Minuten Recherche, siehe da,
es ist der PWM Controller CR6848, oder auch der äquivalente Typ OB2263.

Beide leider nicht in Deutschland erhältlich,
nur aus HongKong/China lieferbar,
mit Lieferzeit ca. 6 Wochen :-(

Da sind dann natürlich ein paar Grenzen gesetzt,
und ich muss mal Rücksprache halten,
was denn besser wäre.

1)
versuchen, das alte Schaltnetzteil wieder in Gang zu bringen,
mit dem Nachteil, es dauert sehr lange, bis der PWM Controller
geliefert wird,
und dass dann der originale, aber nicht qualitative
Zustand hergestellt wird.
- Vorteil, sehr günstig, um die 2,50 Euro.
- Nachteil, der originale Zustand bzw. die originale Konstruktion ist
wohl bereits bei einem Neugerät recht minderwertig,
und würde wieder hergestellt werden.

oder

2)
Ein alternatives und hochwertiges 50 Watt Schaltnetzteil neu zu kaufen,
damit müsste aber zusätzlich die 220 Volt Euro-Buchse
gegen eine Kaltgeräte Buchse mit Schutzleiter und integrierter
Feinsicherung getauscht werden, was meiner Meinung nach durchaus
Sinn macht, der Sicherheit wegen.
- Vorteil, es ist dann wohl viel hochwertiger;
- Nachteil, es kostet um die 25 Euro.

Hier muss ich also noch Rückfrage halten,
allerdings würde in beiden Fällen der interne 12V / 4,5 Ah Akku
wieder geladen werden, das funktioniert tadellos.

-------

Dennoch habe ich weiter gemessen und recherchiert,
und tatsächlich einen deutschen Vertrieb ausfinding machen
können, der diesen PWM Controller für 2 Euro auf Lager hat.

Um es nochmals zu belegen, dass der Controller schuld ist,
habe ich nun das IC ausgebaut,
und an den Pins 2 und 8 ca. 400 Ohm gemessen,
was eigentlich viel zu niedrig ist.

Bei 27 Volt Versorgungsspannung müssten dann hier 67 mA fliessen,
was ca. 1,8 Watt bedeuten, nur damit der IC läuft ?

Das ist viel zu viel, ganz klar.

Also, einfach mal drei Stück bestellt für inkl. Versand ca. 11 Euronen.



Der Gegentest war jetzt, hier mal 27 Volt anzulegen,
und sehen was passiert.
Strombegrenzung auf 200 mA,
und tatsächlich zieht der PWM Controller satte 60 mA,
und nach einigen Sekunden wurde das DIL-8 Gehäuse
dann auch warm, was eigentlich überhaupt nicht sein darf.

Also, definitiv defekt.

Auf der Leiterplatte sitzt eine 27 Volt Zener Diode
mit einem Vorwiderstand und einem nachgeschalteten ElKo,
diese bilden eine geregelte Spannungsversorgung.
(klassisches ZenerDioden-Vorwiderstand-Duo :-) )

Dort war vor dem Ausbau keine Spannung (27 Volt) zu messen.

Bevor ich aber die Schaltung ohne den PWM Controller
an 220 Volt in Betrieb nehme, messe ich den Gate-Anschluss
des MosFET's gegen Minus, um sicher zu gehen,
dass der MosFET nicht einfach so durchschalten,
und somit einen extremen Kurschluss verursachen könnte.

Es scheint alles sicher, der Gate-Anschluss des MosFET's
liegt mit 10 KiloOhm gegen Minus, er kann also nicht durchschalten.

Und siehe da, nach dem Ausbau des defekten Controllers
liegen auf einmal wieder 27 Volt an der Z-Diode an,
wie es eben auch sein soll.
(sonst hätte ja die Z-Diode keinen Sinn gehabt :-) )


Der neue PWM Controller SG6848 ist heil angekommen.

Als Beweis nun, wie weiter oben,
an den Pins 2 und 8 gemessen,
da waren dann ca. 47kOhm,
wenn man die Messspitzen des Ohmmeters
vertauscht, dann habe ich einen unendlichen Wert.

Mehr oder weniger typisch für einen Halbleiter,
wenn man die Messspitzen vertauscht, also es sieht gut aus.

Aber ein kurzer Blick ins Datenblatt verrät,
dass der Baustein nur max. 26 Volt verträgt.

Daher habe ich kurzum die 27 Volt Zener Diode gegen eine 22 Volt Typ ausgetauscht,
damit er nicht so viel Spannung abbekommt, und dadurch nicht so gestresst wird.

Dieser Schaltkreis ist aber nur die sog. Start-up Versorgung,
die der PWM Controller im ersten kurzen Moment des Einschaltens bekommt.

Wenn er dann aber einmal angelaufen ist,
dann wird er von einer extra Windung bzw. Abgriff vom
grösseren gelben Transformator aus der Primär-Seite versorgt.

Diese Spannung muss ich also ebenfalls noch prüfen,
damit diese nicht, sagen wir mal, über 22 Volt klettern kann.



Ein erster Test an ca. 60 Volt Eingangsspannung war recht positiv,
ich konnte dem Schaltnetzteil wieder seine ca. 15,8 Volt entlocken.

Eine erneute Spannungsmessung an den Versorgungspins 2 und 8 des Controllers
ergab schliesslich 11,7 Volt, was bei 60 Volt Eingangsspannung absolut im Rahmen liegt.

Anscheinend kommen diese 11,7 Volt jetzt aus der besagten zweiten Primärwicklung des Trafos,
hier wird anscheinend aktiv zwischen den beiden Versorgungsspannungen umgeschaltet,
wahrscheinlich durch das links in der Nähe liegende Transistor-Thyristor-Paar.

Doch zuerst ein kleiner Belastungstest,
zuerst mit 0,8 Ampere,
und dann mit 1,9 Ampere bei 15,8 Volt Ausgangsspannung.

Leider klappt das nicht bei nur 60 Volt Eingangsspannung.

Auch bei 140 Volt klappt das so nicht,
es muss also irgendwo in der Spannungsversorgung der zweiten Primärwicklung liegen...

Neue Erkenntnis, bei 60 Volt Gleichspannung liefert das Schaltnetzteil seine
beiden Spannungen 5 und 15,8 Volt nur bei einer Polung.

Das heisst, wenn ich die Eingangsspannung (60 V=) umpole,
dann liefert es keine Ausgangsspannung mehr,
auch nicht die 5 Volt.

Hier muss ich also zuerst mal suchen, warum dies so ist.

Ja, das scheint normal zu sein, denn der Widerstand R3 mit 470 kOhm
liegt direkt auf der Wechselspannungsseite und da wird nichts gleichgerichtet.

Verdacht auf C5 (50V/22uF), kurzum getauscht gegen einen Neuen.

Keinen Erfolg.

Die 27 Volt Zener Diode wieder zurück getauscht.

Auch keinen Erfolg.

Ich muss mal nachdenken ...

Zu später Stunde lässt mich das immer noch nicht los,
daher habe ich die Gleichrichter Dioden der beiden
Primär-Spannungsquellen mal simuliert.

Es war mir irgendwie schon auf den ersten Blick klar,
denn da sind fünf Gleichrichter Dioden zu sehen.

Ein 2-Weg-Gleichrichter benötigt vier Dioden,
und ein 1-Weg-Gleichrichter nur eine.

Soweit ich weiss.

2-Wege heisst es deshalb, da alle beiden Halbwellen der
Wechselspannung quasi 'nach oben geklappt' werden,
und damit mehr Leistung zur Verfügung steht.

1-Wege heisst es entsprechend, dass nur eine der beiden Halbwellen der
Wechselspannung 'nach oben geklappt' wird,
und damit weniger Leistung zur Verfügung steht.


Das sieht man deutlich an der Simulation,
Eingangsspannung sind 60 Volt Wechselspannung,
gemessen wird immer zwischen den roten Pfeilen:

Die Simulation des 16 Volt Spannungs-Teils:


Die Simulation des 5 Volt Spannungs-Teils:


Jetzt ist es klar, warum die 5 Volt nur in einer Polung der 60-Volt-Gleichspannung anlaufen.
Weil die andere Polung heisst ja, beim 1-Weg-Gleichrichter,
dass die andere Polung keinen Einfluss hat.

Nur warum laufen dann die 16 Volt nicht an, obwohl ein 2-Weg-Gleichrichter verbaut ist ?

Ich werde das Gefühl nicht los,
dass diese 5 Volt eine Art Steuerspannung sind,
welche die 16 Volt einfach nur freischalten.

Wenn diese 5 Volt fehlen, dann schalten die 16 Volt nicht frei.

Diese 5 Volt sind ebenfalls mit der Endstufen-Leiterplatte verbunden,
daher könnte es durchaus sein,
dass es eine Art Überstrom-Schutzschaltung bilden könnte.

Soweit zur Logik und der Theorie.

Die Praxis erfolgt morgen mit ein paar Tests...

Nach einfachem Anschluss an die Box, liegt ja nahe,
hatte ich immer noch keinen Erfolg.

Jetzt muss das Oszi her, es hilft ja alles nichts.

Gemessen am PWM Controller, hier einfach mal Bilder gemacht
im Fehlerfalle, bei einer Belastung von 16 Ohm (wären ca. 0,9 A),
es springt nicht an, der sog. Hiccup Modus :-(
zum Nachdenken ....

Pin 1


Pin 2


Pin 4


Pin 5


Pin 7


Pin 8


Pin 3 und 6 sind nicht belegt.

Und das Datenblatt dazu:



Wenn es denn angesprungen ist, dann sehen die Signale auf den ersten Blick
recht ordentlich aus

Pin 1 (Gate Anschluss am Controller)


Pin 2


Pin 4


Pin 5


Pin 7


Auch bei 220 Volt Eingangsspannung springt das Netzteil an,
einer Belastung von 16 Ohm hält es stand, das sind 0,9 Ampere,
allerdings wird der MosFET sehr warm.

Wenn ich mir das Signal am Gate Anschluss genauer ansehe,
dann könnte die Ursache sein, dass die Schaltflanke
beim Einschalten recht kurvig ist.
Diese sollte eigentlich relativ scharf verlaufen.
Beim Ausschalten geht sie sehr viel steiler nach unten.



Zumindest liegt die Gate-Spannung satt auf 12 Volt, und nicht höher.
Das sieht auf den ersten Blick recht gut aus, finde ich.

Eine ohmsche Messung von Gate nach Masse ergibt ca. 8 kOhm,
(vor dem Einbau des Controllers waren es 10 kOhm)
was evtl. zu wenig sein könnte, und somit für den PWM Controller
etwas zu viel Last sein dürfte.

Dem werde ich mal nachgehen.

Leider nein,
auch der testweise Tausch des 10 kOhm Widerstandes,
der der Gate-Spannung beim Einschalten entgegenwirkt,
gegen einen mit 130 kOhm, also viel höher, brachte keinen Erfolg.

Nächster Versuch wäre jetzt,
den gleich daneben liegenden, sog. Gate-Vorwiderstand von 47 Ohm (R 10)
auf etwas weniger zu setzen, vielleicht mal so auf 20 Ohm.

Falls das klappt, dann hätte der MosFET eine höhere Gate-Kapazität,
als der originale, der verbaut war, aber eben defekt ging.

Zudem schliesse ich die auch gleich daneben liegende Diode (Z 3) nicht aus,
diese werde ich dann auch mal tauschen, falls die Sache mit dem 47 Ohm
Widerstand nicht gefruchtet haben sollte.

Den Schaltplan bzw. das Layout habe ich weiter etwas anschaulicher gemacht,
wenn auch etwas unprofessionell :-)

Die blauen Verbindungen stellen das Minus Potential dar.



Klassisch aufgemalt und erweitert, per Whiteboard :-)



Bzgl. des Gate-Vorwiderstandes von original 47 Ohm, wie hier zu sehen,


...in einen 20 Ohm Vorwiderstand, hat sich leider wenig bis nichts getan,
in Sachen Steilheit der Schaltflanke.


Das nächste wird sein, dennoch diese nebenan liegende Diode zu tauschen,
um diese auszuschliessen.

Falls auch das nichts bringen sollte,
dann scheint wohl wirklich alleinig die
Gate-Kapazität des von mir ausgesuchten MosFET's
für die sehr runde Anstiegskurve verantwortlich zu sein,
denn ansonsten hängt an dem Gate-Anschluss weiter nichts dran,
soweit ich gesehen hab.

Ich überprüfe das aber nochmals.

Der originale Typ (HW5N65) hatte 550 pF,
der jetzige Typ (IRFBC40) über das Doppelte von 1300 pF,
laut Datenblatt.

Könnte evtl. ausschlaggebend sein.

Oder aber den PWM Controller gibt es in noch weit mehreren Varianten,
wie es in China wohl Gang und Gäbe ist, alles wird fleissig kopiert,
und am Ende passen hinten und vorne die Spezifikationen nicht,
falls man einen Austauschtyp sucht.

In diesem Falle, falls es denn so eintreten sollte, würde die Leistung
des PWM-Controllers wohl nicht genug sein.

Was ich natürlich nicht weiss, für welchen Strom das Schaltnetzteil
im Original ausgelegt worden ist.
Auch im Netz findet man unter der Bezeichnung 'DVD1018' rein gar nichts,
nicht mal Bilder von ähnlich aufgebauten Netzteilen konnte ich finden.

Interessanterweise wird dieses Gerät von folgenden Versandhäusern vertrieben :
- Conrad
- MediaMarkt
- RedCoon
- Voelkner

Alle vier hatte ich bzgl. eines kompletten Austausch-Schaltnetzteiles angefragt,
alle vier konnten mir keine ausreichende Info geben,
bzw. haben eben nur auf den Hersteller selbst verwiesen.

Dieser Hersteller ist Jay-tech selbst, natürlich.

Und ebenso natürlich hatte ich auch dort angefragt,
zum selben Zeitpunkt,
aber bisher keinerlei Rückmeldung erhalten.

Auch nicht nach zweitmaliger Anfrage via EMail.

Interessant ?
Also ich finde schon.

Mal sehen, ob sich der direkte
Hersteller noch meldet, oder aber ob ich dort einfach mal anrufe.

Es bleibt spannend...

Weitere Überlegung ist, zu prüfen, ob die Versorgungsspannung des PWM-Controllers
während der Einschaltflanke stabil bleibt, denn wenn nicht, dann könnte
auch hier eine Ursache liegen.

- Die Versorgungsspannung des PWM-Controllers ist in Ordnung.
- Am Gate-Anschluss hängt weiter nichts dran
- die nebenan liegende Diode ist nicht schuld daran

Bei einem spannungslosen Test mit einem Rechteck-Generator am Gate-Anschluss
zeigt sich keine solche Kurve, die Flanke ist dann recht steil.

Jetzige Vermutungen ...

- diese Kurve kommt bereits vom Controller selbst heraus
- die Gate-Belastung des MosFET's steigt, wenn er Strom zwischen Drain und Source treiben muss,
bzw. Spannung anliegt

Gesagt, getan, bzw. versucht :

Pin 1 des Controllers komplett isoliert und gemessen,
und siehe da, die Signalflanken kommen sehr steil heraus,
ohne die übrige Beschaltung.



Wenn ich DANN allerdings nur einen 130 kOhm Widerstand von Pin 1 gegen Minus lege,
dann geht der Controller bereits in die Knie, und das Signal wird sofort wieder
'rund' .

Wenn ich jetzt mit meinen blossen Fingern diesen 130 kOhm quasi überbrücke
mit meinem Körperwiderstand, der evtl. einige KiloOhm hat,
dann wird das Signal noch kurviger.

Das sollte meines Erachtens nicht sein,
und ich schliesse es mal nicht aus, dass auch der neue Controller
einen Schaden hat.

Wie gut, dass ich zwei bestellt hatte, dann werde ich wohl oder übel
einfach nochmals den Controller tauschen,
und aber vorsichtshalber die oben genannte 27 Volt Zenerdiode
wieder gegen den 24 Volt Typ tauschen, damit er nicht zu viel Spannung
abbekommt.

Nein, auch der Tausch des Controllers hat nichts gebracht,
das selbe Verhalten wie eben.

Dann werde ich wohl der zweiten Primärwicklung nachgehen,
von der der Controller nach dem Anlaufen gespeist wird.
Es kann sein, dass hier auch noch ein Defekt vorliegt.

Auch die zweite Primärwicklung scheint genug Spannung zu bringen,
um den Controller sicher anspringen zu lassen.

Auch der Test, extern einfach mal 'hart' 22 Volt anzulegen erbrachte,
dass der Controller und sein interner Gate-Treiber-Anschluss (Pin 1)
zwar korrekt arbeiten,
allerdings sollte man tatsächlich keine grosse (kapazitive) Last
dort versuchen zu treiben, denn die Kurven werden einfach rund.

Und das bei unter 10 Volt, dort, wo der MosFET eigentlich noch nicht
richtig durchschaltet, sich dadurch eine erhöhte Verlustleistung ergibt,
und der MosFET zu heiss wird.

Meines Erachtens ist der PWM-Controller SG6848 für das Gerät
absolut unterdimensioniert, wenn man bedenkt,
dass der getriebene MosFET bereits bei ca. einem Ampere und 16 Volt,
das sind gerade einmal 16 Watt, so heiss wird, dass er nicht mehr
anzufassen ist (das sind ca. ab 60 Grad C).

Was sich der Hersteller dabei gedacht hat, ist absolut rätselhaft,
wenn der interne BleiGel-Akku auch noch geladen werden soll !

Eigentlich, wenn ichs mir erlauben darf,
ist dies ein typisches Beispiel für ein billiges China-Gerät,
das den europäischen Markt LEIDER erreicht hat.

Ganz zu schweigen von den daraus eventuell entstehenden Sicherheitsrisiken !

Dennoch, einen letzten Versuch werde ich noch starten,
und zwar einen anderen MosFET mit weniger Gate-Kapazität
zu versuchen.

Falls auch das nichts bringen sollte,
dann wäre es wirklich ratsam, die Reparatur des Schaltnetzteiles
zu beenden, da es wohl wirklich nur auf ca. 0,5 Ampere ausgelegt
zu sein scheint (was viel zu gering ist).

... und dem mobilen Lautsprecher ein 'echtes', und vor Allem, qualitativeres
und leistungsstärkeres Schaltnetzteil zu spendieren.

Den Versuch mit einem anderen MosFET mit weniger Gate-Kapazität werde ich nicht mehr machen,
da die Einschaltflanken wohl auch nicht steiler werden, angesichts des verwendeten
sehr leistungsschwachen PWM-Controllers.

Hingegen wird der mobile Lautsprecher jetzt mit einem anderen Schaltnetzteil bestückt.

Das neue Schaltnetzteil des Herstellers MeanWell ist angekommen,
und auch die Kaltgerätebuchse, die gegen die Euro-Buchse getauscht werden muss,
da der Schutzleiter zusätzlich angeschlossen wird, was vorher nicht der Fall war.



Das Schaltnetzteil lässt sich im Bereich von ca. 13 bis 17 Volt einstellen,
was ein grosser Vorteil gegenüber Festspannungs-Schaltnetzteilen ist.

Ein kurzer Test an einen meiner grossen Lastwiderstände zeigt,
dass das Schaltnetzteil sehr souverän 2 Ampere liefert,
und auch nach einer Stunde nicht nur im Geringsten übermässig warm wird,
nur handwarm, so wie es sein soll,
dabei bricht die eingestellte Spannung von 15,9 Volt nicht ein,
auch so, wie es sein soll.

Mein grosser Lastwiderstand allerdings wurde ordentlich warm,
was ja auch sein muss,
daher gebe ich diesem Schaltnetzteil mal volle Punktzahl,
und scheint für den mobilen Lautsprecher optimal zu sein.



Leider aber ist die Kaltgerätebuchse falsch geliefert worden,
ich wollte eigentlich eine mit integriertem Sicherungshalter,
jetzt wurde eben eine ohne Sicherung geliefert, schade.



Um die Absicherung aber dennoch zu gewährleisten,
habe ich von aussen in das Schaltnetzteil durch das metallene Gehäuse
gesehen, und ich kann dort eine 3,15 Ampere Sicherung im Primär-Kreis erkennen.

Es wäre also alles in Ordnung und sicher, wenn ich das so umsetze,
denn die Absicherung war vorher auch erst nur im Schaltnetzteil,
wie weiter oben erläutert.



Die Euro-Buchse muss also durch eine Kaltgerätebuchse ersetzt werden.
Hier das originale Aussehen ...


Ich muss die schwarze Rückplatte komplett von der Elektronik trennen,
um die neue Aussparung grösser machen zu können,
daher ein Bild der verschiedenen Anschlüsse vorher,
damit am Ende alles wieder dort angesteckt wird, wo es war.


Bild vorher von der Rückseite:


Dabei ist mir aufgefallen, dass der grosse Kühlkörper nicht ganz plan
auf der Rückplatte aufliegt, was ja eigentlich sein sollte,
um die Verlustwärme daran abgeben zu können.

Die beiden sehr kurzen schwarzen Schrauben wollte ich etwas fester ziehen,
um den Druck an die Rückplatte zu erhöhen,
aber auch hier wurde vom Hersteller geschlampt,
denn die beiden Schrauben liessen sich komplett durchdrehen
und hatten keinen Griff mehr.

Diese werde ich später dann einfach gegen M3 Gewindeschrauben mit Gegenmutter
ersetzen und dann auch Wärmeleitpaste zwischen Kühlkörper und Rückplatte geben.

Soviel Detail muss sein, auch wenn es ein nicht so hochwertiges Produkt ist,
jedoch Halbleiter bleibt Halbleiter, und das ist mein Prinzip.
Egal um welches Produkt es sich handelt.


Ein kurzes Kontrollbild der Anschlüsse des Eingangs-Spannungsquellen-Schalters (schwarz-rot-gelb)


Die Rückplatte original ohne Anbauten :


Die fertig gefeilte Rückplatte für die neue Kaltgerätebuchse,
nicht schön, aber sieht man am Ende nicht mehr :-) :


Ja, sieht man nicht mehr, wenn sie eingebaut ist. Die originalen Gewindeschrauben
wurden wieder verwendet, die originale Beschriftung ist noch zu lesen,
darauf habe ich Wert gelegt, denn das neue Schaltnetzteil besitzt eine zumindest
sehr ähnliche Leistungsaufnahme und einen sehr ähnlichen Spannungsbereich


Und die 'neue' Rückseite :


Schliesslich hab ich die Ursache des nicht ganz anliegenden Kühlkörpers
gefunden, die grüne Leiterplatte ragt um ein paar zehntel Millimeter
heraus, was das Aufliegen des Kühlkörpers verhindert hat, schwer zu sehen :


Hier vorsichtig die Leiterplatte etwas kürzer gefeilt :


Diese beiden kurzen schwarzen Schrauben müssen den festeren M3-Gewindeschrauben nun weichen,
mit Wärmeleitpaste zwischen Kühlkörper und Rückplatte aufgetragen :


Die originalen Bohrungen noch von Grat befreit, und dann kann es losgehen :


Wärmeleitpaste auftragen :


M3-Gewindeschrauben eintreiben, wobei die linke Schraube wirklich eingetrieben werden musste,
da der Lochabstand, natürlich bei einem China-Gerät, nicht exakt gepasst hat,
allerdings hält das jetzt auch ohne M3-Gegenmutter, das passt schon so :


Von aussen sieht das dann so aus :


Alle Anbauten wieder installiert :


Gegenprobe, ob auch alle Stecker wieder dort sitzen, wo sie vorher waren :


Soweit alles okay.

Fehlt noch der Anschluss der neuen Kaltgeräte-Buchse,
alle Kabel werden wieder verwendet,
ausser das Erdungs-Kabel, hier möchte ich gerne die klassischen
Farben für ein Erdungskabel verwenden, damit es ordnungsgemäss
ausgeführt worden ist, und zwar gelb-grün.

Das neue Schaltnetzteil wird mit kleinen Abstandshaltern
auf die vorhandene Holzplatte aufgeschraubt,
wie es zuvor auch war.
Die Netzkabel werden wieder verwendet.





Von den vorhandenen Netzkabeln werden die weissen Stecker entfernt und schliesslich
direkt an das neue Schaltnetzteil angeschraubt,
natürlich mit dem Netzschalter dazwischen.
Isoliert wird alles mit Schrumpfschläuchen.



Die Ausgangsspannung wurde auf 15,8 Volt mittels des integrierten Potentiometers eingestellt,
sodass auf der Seite des Bleigel-Akkus maximal 15 Volt ankommen,
so, wie es dem Datenblatt bzw. der Aufschrift des Akkus entspricht.


Schliesslich war sehr wenig Platz in der mobilen Lautsprecher-Box,
daher musste ich das neue Schaltnetzteil etwas schräg/schief einbauen,
was dann aber gut geklappt hat,
auch ohne das Lautsprecher-Chassis zu berühren,
um unangenehme Vibrationen während des Musikgenusses zu vermeiden.



In die Öffnung des Bleigel-Akkus gesehen wirkt alles ziemlich eng aufeinander gestapelt,
aber sollte schon passen soweit.





Rückplatte und Trage-Roll-Einheit wieder montiert :


Neuer Blei-Gel-Akku mit 5 Ah / 12 Volt installiert,
die Anschlüsse waren ursprünglich angelötet,
dies habe ich nicht gemacht, sodass er in Zukunft schnell zu wechseln ist,
auch ohne Lötkolben.


Und wieder alles montiert :


So steht er jetzt in der Küche und ich höre mal bisschen Musik
in Zimmerlautstärke (22:30 Uhr),
um zu sehen, ob alles läuft.
Zuerst im Akku-Betrieb, später dann im Netzbetrieb, um auch die Ladefunktion sicher zu stellen.


Die Ladefunktion wird eindeutig durch die rote Lampe (LED) angezeigt,
wenn man im Netzbetrieb arbeitet.
Die Spannung am Bleigel-Akkuu steigt dann auch langsam an,
so wie es sein soll.


Die Überprüfung der Ladefunktion folgt aber später noch.

In Zimmerlautstärke macht die mobile Lautsprecher-Box keinen gar so schlechten Eindruck,
auch wenn ich meine High-End Anlage gewohnt bin :-)

Ich denke, dass auch bei höherer Lautstärke diese Box durchaus soweit in Ordnung und hörbar ist.

Das neue Netzteil wird der Box sicherlich mehr Leistung zur Verfügung stellen,
sodass wohl jetzt erst die volle Leistung abrufbar ist.

Nach ein paar etwas kurzen und lautstärkeren Passagen mit der mobilen Box
kann ich sagen, dass wieder alles passt.

Mich hat es nun interessiert, wie die Box so Musikstücke wie

- Crystallize - Lindsey Stirling (Violine und Dupstep)
- Spark, The Classic Band - Groovebox Variation :-) (Klavier, Cello, Flöten)
- David Garret (Violine)
- 2 Cellos (ähm ... Cellos)

wiedergibt.

Klar, da merkt man dann einfach die etwas mindere Qualität,
hier kommt die Box schnell an die Grenzen, was die akkustische
Auflösung angeht.
Gerade bei nur einem Zwei-Wege System wie hier.

Aber für den Nicht-HiFi-Fetischisten durchaus gut brauchbar.

So, genug gehört, jetzt kommt ein Ladezyklus,
der Akku hat nun ca. 12,2 Volt.

Der Ladestrom des Akkus war bei einer Einstellung von 15,8 Volt des Netzteils
zu hoch, sodass das Netzteil selbst abgeschaltet hatte, als integrierte Schutzfunktion
schätzt man sowas sehr.

Also muss die Ausgangsspannung von 15,8 Volt auf ca. 14 Volt herunter,
dann wird der Akku sicher geladen, und das Netzteil schaltet nicht ab.

Entsprechend vermute ich sehr stark,
dass das originale Netzteil seit der allerersten Inbetriebnahme
defekt ging, da es absolut unterdimensioniert war.

Eigentlich sollte man solche Produkte direkt dem Verbraucherschutz melden,
und dem Hersteller Jay-Tech den Verkauf zumindest dieser mobilen
Lautsprecher-Box verbieten, meiner Meinung nach.

Jedenfalls funktioniert jetzt alles wieder,
und die Box ist abholbereit.





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last update : 18.09.2016 / 20:30 h