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--- infosammlung:reparieren_von_schaltnetzteilen [2022/09/28 00:03] – [Links + Videos] wanja
+++ infosammlung:reparieren_von_schaltnetzteilen [2022/10/23 22:58] (aktuell) – [Systematische Vorgehensweise für Flyback-Wandler] wanja
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 ===== Benötigte Werkzeuge =====
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 Watchlist:
-  * https://www.youtube.com/watch?v=B19rB_FR5Mk (Funktionsweise eines Schaltreglerchips)
+  * [[https://www.youtube.com/watch?v=B19rB_FR5Mk|https://www.youtube.com/watch?v=B19rB_FR5Mk]] (Funktionsweise eines Schaltreglerchips)
   * [[https://www.youtube.com/watch?v=T-kNmVTCSUo|Teil3]]
   * [[https://www.youtube.com/watch?v=4-oN4m1PPxY|#79 Basics of switching mode power supplys]] (TRX Lab)
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 ===== Flyback-Wandler und Forward- Wandler =====
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 Bei Forward-Wandlern hingegen fließt der Strom durch die Sekundärspule während die Primärspule bestromt ist.
-Flyback-Netzteile sind für kleinere Leistungen bis ca 150W((Quelle: DiodeGoneWild)) üblich, während Schaltnetzteile mit größeren Leistungen üblichweise Forward-Netzteile sind. Es gibt verschiedene Designs. Forward-Wandler zeichnen sich dadurch aus, dass sie zwei Schalttransistoren besitzen (FIXME: Stimmt das auch?) und üblicherweise eine ziemlich große Drosselspule auf der Sekundärseite inklusive zwei Dioden (oder einer Doppeldiode) haben.
+Flyback-Netzteile sind für kleinere Leistungen bis ca 150W((Quelle: DiodeGoneWild))  üblich, während Schaltnetzteile mit größeren Leistungen üblichweise Forward-Netzteile sind. Es gibt verschiedene Designs. Forward-Wandler zeichnen sich dadurch aus, dass sie zwei Schalttransistoren besitzen (FIXME : Stimmt das auch?) und üblicherweise eine ziemlich große Drosselspule auf der Sekundärseite inklusive zwei Dioden (oder einer Doppeldiode) haben.
 ===== Systematische Vorgehensweise für Flyback-Wandler =====
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 Folgende Fragen klären:
-  - Kommt Strom überhaupt aufs Board? (Netzzuleitung, Stecker, etc) Durchgang prüfen.
+  - Grobe Eingrenzung (liegt der Fehler überhaupt im Netzteil?):
-  - Saft drauf: Kommen hinten die Sekundärspannungen raus?
+      - Kommt Strom überhaupt aufs Board? (Netzzuleitung, Stecker, etc) Durchgang prüfen.
+      - Saft drauf: Kommen hinten alle Sekundärspannungen oder mindestens eine Standby-Spannung raus? –> Falls ja, dann könnte es ggf. nicht am Netzteil liegen?
+      - Kurzer Google-Check: Gibt es einen __Schaltplan__  zu diesem Gerät, oder __zu diesem Board__  ? (manchmal steht auch eine Modulbezeichnung auf dem Board). Man tut sich so viel leichter mit einem Schaltplan!
   - Ist der Weg bis zum Gleichrichter in Ordnung? Durchgang prüfen.
       * Sicherung, falls vorhanden –> Wenn die durch ist, Szenario "[[#primaerseitiger_kurzschluss|Primärseitiger Kurzschluss]]"
       * Drosselspule hat Durchgang?
       * (Entstörkondensatoren, haben keinen Schluss?)
-  - Sind die Gleichrichterdioden alle funktionsfähig? (Durchlass- und Sperrrichtung!) Dazu:
+  - Sind die Gleichrichterdioden alle funktionsfähig? (Durchlass- und Sperrrichtung!) (FIXME : hier wär ein Prinzipbild nett) Dazu:
       * Mit Diodentester durchmessen:
-      * Antastpunkte: 320V DC-Masse gegen beide AC-Pole, dann +320V gegen beide AC-Pole, jeweils mit beiden Multimeterpolungen
+      * Antastpunkte: HotGND (= die 320VDC-Masse) gegen beide AC-Pole, dann HotVCC (= +320VDC) gegen beide AC-Pole, jeweils mit beiden Multimeterpolungen
       * Besteht hinter dem Gleichrichter ein Kurzschluss?
       * Achtung: Falls der Kurzschluss hinter dem Gleichrichter sitzt, dann scheinen die Dioden keine Sperrrichtung zu haben, sondern zeigen in beide Richtungen eine Diodenspannung
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   - Saft drauf und mit DMM Spannungen messen:
       * 230V ~ bis zum Gleichrichter
-      * 320V = am Siebkondensator
+      * 320V = am Siebkondensator. Wenn die DC-Spannung signifikant darunter liegt und ein AC-Anteil messbar ist, sind die Siebkondensatoren futsch/nicht präsent?
-  - Wie viele Netzteile sind auf der Platine? Verstärker haben z.B. ein kleines Standby-Netzteil, und ein großes für den Hauptstrom
+  - Wie viele Netzteile sind auf der Platine?
-  - Den Regler finden und identifizieren, ggf. Pinout gooogeln
+      * Die Netzteile kann man gut finden, indem man die Trafos identifiziert. Jedes Netzteil hat einen Trafo. Aber vorsicht, es gibt einige Spielarten:
+        * Tipp: die Größe des Trafos gibt oft einen Hinweis auf die Ausgangsleistung
+        * Manche Geräte (z.B. Audio-Verstärker) haben ein kleines Standby-Netzteil, und ein großes für den Hauptstrom, das große wird von der Sekundärseite aus ein/ausgeschaltet, z.B. über einen Optokoppler.
+        * Manche Designs verwenden beim Hauptnetzteil für die Steuerung der Schalttransistor(en) einen kleinen Signaltransformator. Dieser kann dann auch als Primär/Sekundärtrennung fungieren, d.h. man spart sich den Optokoppler.
+        * Manche Netzteile haben eine //Active Power Factor Correction//  (PFC). (FIXME ((Gibts da mehrere Designs oder sind das alles Boost-Regler?)) ), für welche eine Spule oder Trafo verwendet wird. Man kann die PFC daran erkennen, dass die Primärseite Ihren Strom direkt aus dem Brückengleichrichter bezieht, also aus der nicht-geglätteten Spannung. (FIXME ((nochmal nachdenken, ob das bei allen PFC-Designs so sein muss)) )
+        * Manche Entstördrosseln zur Gleichtaktunterdrückung (common mode rejection) sehen aus wie Trafos bzw. sind ja auch Trafos. Sie sitzen aber vor dem Brückengleichrichter auf der AC-Seite. Der AC-Teil ist meist sehr übersichtlich, wenn man sich die Leiterbahnen anschaut.
+  - Welches Netzteil liefert keine Spannung?
   - Gibt es einen Abschaltmechanismus (z.B. für Standby?)
-      * Tipp: Jedes Logik- Signal, das von der sekundärseite (Elektronik) aus einen Schaltregler auf der Primärseite abschalten soll, muss mit einem Optokoppler auf die Primärseite gehen. Ein normaler Flyback-Regler hat nur einen Optokoppler für die Spannung –> wenns mehr gibt, dann muss das so etwas sein ?!
+      * Tipp: Anzahl Optokoppler: Jedes Logik- Signal, das von der Sekundärseite (Elektronik) aus einen Schaltregler auf der Primärseite abschalten soll, muss mit einem Optokoppler auf die Primärseite gehen. Ein üblicher Flyback-Regler benötigt genau einen Optokoppler um die Sekundärspannung zu überwachen (Feedback, oft mit TL431 realisiert). \\ –> wenn es einen zweiten Optokoppler gibt, dann kann es gut sein, dass dieser zum Abschalten des Hauptnetzteils dient.
-  - Taktet der Schaltregler? Mit !!Trenntrafo!! und Oszi über dem Drain des Schalttransistors oder dem gesamten Schaltregler gegen die Masse der 320V messen
+      * Wenn das Hauptnetzteil keine Spannung liefert, das Standby-Netzteil aber schon, dann kann es einfach abgeschaltet sein, oder der Fehler liegt im Abschaltmechanismus (Dauer-Aus). - \\ → Zweckmäßigerweise erstmal die nächsten Punkte checken.
-      * Falls ja, nächsten Punkt überspringen
+  - Den Regler finden und identifizieren, ggf. Pinout googeln.
-  - Wenn der Schaltregler nicht läuft, den Bootstrap anschauen: Steht die Versorgungsspannung von dem Schaltregler-IC stabil? Mit Oszi messen!! Typischerweise ca. 12V??
+      * Wird die Primärwicklung über einen bzw. mehrere separate(n) Schalttransistor(en) geschaltet, oder ist der Transistor im Regler integriert? \\ (=Wo ist die Primärspule angeschlossen?)
-      * Ladewiderstände die von +320V kommen + Pufferkondensator (Messen mit Oszi, ggf. Kapazität + ESR mit LCR Meter)
+  - Taktet der Schaltregler?
-      * Ladevorgang der Auxilliary Winding (= die Selbstversorgungs-Windung auf der Primärseite) Kommt da was? Ist die Diode OK?
+      * Mit !!**Trenntrafo**!! und **Oszi**  mit **10x-Tastkopf**  über dem Drain des Schalttransistors oder dem gesamten Schaltregler gegen HotGND (die Masse zu den 320V) messen. Die Spannung muss zwischen ca. 0V (=Transistor ON) und mehr als 320V liegen (HotVCC + Induktionsspannung) (=Transistor OFF)
+      * Wenn **der Schaltregler gar nicht taktet**, den die **Auxilliary Voltage**  ("Bootstrap" FIXME :((Was bedeutet der Begriff "Bootstrap" genau? evtl. falsc verwendet!)) ) anschauen: Ist die Versorgungsspannung von dem Schaltregler-IC stabil? Wichtig: Mit dem Oszi messen!! Das DMM ist an dieser Stelle unzuverlässig !!
+        * Tipp: hat man keinen Schaltplan, dann kann man sich vom Trafo aus vorarbeiten: Mit Durchgangsprüfer Primär- und Aux-Wicklung(en) identifizieren. An der Aux-Wicklung hängt auf einer Seite eine Diode und dahinter die Holdup Capacitance.
+        * Typischerweise müssen hier dauerhaft ca. 10-20V anliegen. Fällt die Spannung zu tief, stellt das Schaltregler-IC seine Arbeit ein.
+        * Wenn es einen Abschaltmechanismus gibt, greift dieser oft hier ein. (–> verleiche ggf. Schaltplan, Datenblatt des Schaltreglers!)
+        * Falls die Spannung etwa 0V ist: Wie wird der Pufferkondensator (Holdup Capacitance) geladen? Es gibt verschiedene Mechanismen:
+          * Trickle Charge Resistor: Für den initialen Anlauf wird manchmal ein großer Ladewiderstand (oft auch mehrere in Reihe, einige zig kOhm) eingesetzt, der von HotVCC (=+320V) kommt + Pufferkondensator (Messen mit Oszi, ggf. Kapazität + ESR mit LCR Meter)
+          * Manche Schaltregler haben einen eingebauten Startup Circuit, d.h. sie laden den Pufferkondensator selbst auf (ist energieeffizienter). –> Vergleiche mit dem Datenblatt des Schaltreglers
+          * Sind mehrere Netzteile auf der Platine, wird die Auxilliary Voltage oft zentral erzeugt und verteilt.
+          * Wenn der Schaltregler angelaufen ist, wird die Auxilliary Voltage üblicherweise über eine Auxilliary Winding (= die Selbstversorgungs-Windung auf der Primärseite) gespeist.
+            * Kommt da was?
+            * Ist die Diode OK?
+            * Achtung: bei mehreren Netzteilen mit zentraler Versorgungsspannung kann es auch sein, dass die Auxilliary Winding zwar vorhanden ist, aber nur als Feedback/ Overpower Detection / Open-loop-Detection (FIXME : alles drei?) eingesetzt wird.
   - Signalform anschauen am Schalttransistor:
       * Schaltet der Transistor überhaupt voll durch?
+      * Wenn der Schaltregler nur** einen einzelnen Puls **erzeugt, und dann relativ lange (Größenordnung von hunderten ms) gar nichts macht, dann ebenfalls die **Auxilliary Voltage**  in Augenschein nehmen. (s. vorheriger Punkt). **Das ist ein sehr häufiger Fehler. **Das Laden der Holdup Capacitance funktioniert nicht richtig: Typischerweise ist der Kondensator kaputt (Kapazität, ESR messen, ggf. mal einen neuen Kondensator zusätzlich,dranlöten), oder das Laden aus der Aux-Wicklung funktioniert nicht (Diode!?).
+      * Wenn der Schaltregler eine Salve von mehreren / vielen Pulsen erzeugt, und dann lange Zeit (Größenordnung hunderte ms) nichts, dann ist entweder Sekundärseitig keine Last dran (OK), oder man hat einen sekundären Kurzschluss (Hiccup Mode)
       * Hiccup Mode? –> klingt nach sekundaärseitigem Kurzschluss
-      * FIXME : Woran erkenne ich eine open Loop Detection? FIXME : Idee: Optokoppler kurzschließen?
+      * FIXME : Woran erkenne ich eine open Loop Detection? FIXME :<del> Idee: Optokoppler kurzschließen?</del>
       * Idle? Heavy Load?
       * Evtl. mit Speicheroszi den Einschaltvorgang anschauen. –> läuft der Regler an und stellt dann den Betrieb ein? –> FIXME was sagt mir das?
   - Kommt die Spannung auf den Sekundärwicklungen an? (ggf. alle Wicklungen!)
       * Haben die Wicklungen Durchgang?
-      * Haben die Wicklungen Uchlüsse untereinander? (durchgangsprüfer)
+      * Haben die Wicklungen Schlüsse untereinander? (durchgangsprüfer)
       * Welchen Widerstand (Ohmmeter/DMM) haben die Wicklungen?
         * FIXME : –> Da kann man Schlüsse ziehen, wenn Wicklungen zu niedrigen Widerstand haben sind sie ggf. durchgebrannt. Siehe [[https://www.youtube.com/watch?v=SXWV3JBNDl8&t=0s|DiodeGoneWild]]
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       * Tipp: Wenn eine Spule zwischen den zwei Dioden hängt, kann man mit dem LCR Meter messen, welche es ist. [[https://www.youtube.com/watch?v=opTfHXYMlcM|Hier]] wird das beschrieben (Minute 16:50)
   - Ist die Glättung dahinter OK? Messen mit Oszi, Kondensatoren mit LCR-Meter messen. Achtung bei parallelgeschalteten Kondensatoren: Kapazitätsmessung klappt, ESR-Messung ist Bullshit. Details in [[https://www.youtube.com/watch?v=T-kNmVTCSUo|Teil3]] * Tipp: Wenn eine Drosselspule drin ist, und auf beiden Seiten Kondensatoren, kann man die Spule rauslöten, und kann dann beide Kondensatoren einzeln messen.
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   * Mit Föhn anwärmen –> wenns dann geht, ist es wahrscheinlich einer der Kondensatoren.
   * Hiccup Mode am Ausgang –> FIXME ??
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