geplatztes Bauteil

Der chaotische Hauptfaden

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timaks
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geplatztes Bauteil

Beitrag von timaks » Mo 13. Jan 2020, 12:05

Tach zusammen,

ich habe gerade ein nobles Ladegerät aus dem KFZ-Bereich zur Reparatur. Es hat plötzlich den Automaten geschmissen.
Erste Tests haben eine 10A Glassicherung (2 vorhanden) identifiziert. Da die Sicherung auch nach dem Austausch wieder floh habe ich mal weitergesucht.
Einen MosFet hat's gerissen, er heisst 47N60C3 Er hat sich in einen Totalleiter verwandelt. Der ist geordert, jedoch ist auch noch ein smd-Teil geplatzt.
Ich würde mal auf eine Diode tippen, ist das plausibel? Schaltung rauspinseln ist ein bißchen schwierig, ich werde mich aber mal ransetzen.
Es war auf jeden Fall ein fettes SMD-Gehäuse:
Bild

Hier ist ein Bild von der Platine mit ein paar Anhaltspunkten (rot eingekreist der Platz des defekten Bauteils):
Bild

P.S.: Der Zabex Ablader geht bei mir nicht mehr, ich hoffe, die Bilder sind sichtbar...

alexander_d
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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von alexander_d » Mo 13. Jan 2020, 13:20

Das könnte ein niederohmiger Widerstand zur Strommessung gewesen sein. So, wie es auf der Leiterplatte aussieht, gehen zwei Sense-Leitungen über die zwei 0-Ohm-Widerstände irgendwo hin.

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von Virtex7 » Mo 13. Jan 2020, 15:11

ja Shunt ergibt da durchaus Sinn.

Was ist das nach dem Gleichrichter? schaut nach Schalter aus und dann wird es wohl eine Boost PFC sein.
Da wären noch zu schauen: Schalter selber (war ja durch), dessen Snubber (wenn er einen hat, der Schalter platzt ja auch nicht spasshalber) und die Gleichrichterdiode des PFC Boosters (wenn der Elko danach auch defekt war, sonst eher unwahrscheinlich.. ggf. fail open)

Fotos: bitte direkt von oben und unten eins machen, dann kann man besser sehen was wo hin geht.

Für die genaue Beschaltung guck in die Appnote des PFC-Controllers :D

Schalter: 650V sollte da an sich passen. man könnte die Abschaltüberspannung mal messen, am Ende ist was mit der Schaltung, dass die etwas knapp an der Uds_max liegt. Leistung ist ordentlich da, wie viel Watt bringt denn das Ladegerät am Ende?

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Finger
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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von Finger » Mo 13. Jan 2020, 16:20

Kommt der Lader von Electron aus Bremen?

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timaks
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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von timaks » Mo 13. Jan 2020, 17:26

Ne, er ist aus dem Hause Eltek und hört auf den Namen Multicharger 1500.
Es ist ein intelligentes Ladegerät für 12/24V und kann 12V 80A oder 24V 40A.
Es ist das größte von da:
https://www.eltek.de/fileadmin/produkte ... er_D_E.pdf

Hier mal die Platine von oben:
Bild

und von untern:
Bild

Neben dem Gleichrichter (der ok ist) saß der kaputte 47N60C3 (durchlegiert), dann kommen noch jede Menge Dioden (eine 2Pin und 4 3Pin) - die sind alle ok.
Auf der gegenüberliegenden Seite kann ich eingebaut nichts sinnvolles messen, da dort die Trafos niederohmig dranhängen.
Der Deckel vom geplatzen SMD-Bauteil ist verdampft und das Innenleben hat nur noch die Metallfahnen mit einem Stück Restgehäuse. Widerstand (niederohmig) könnte gut sein,
aber dann habe ich ohne Service Manual oder Schaltplan verloren.

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von Virtex7 » Mo 13. Jan 2020, 17:53

guck dir mal den IC am rechten Rand an, an dem die beiden Leitungen von dem "shunt" hingehen..
Das sollte der PFC Controller sein...

evtl. gibt das Datenblatt ja einen shunt vor.

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von Fritzler » Mo 13. Jan 2020, 18:37

Steht oben auf dem Bauteil noch was drauf?
Auf dem Bild siehts eher wie die Unterseite vom Bauteil aus.
Jedenfalls sehe ich da die Anschlussbleche und nen Abstandshalter Querbalken.

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von ferdimh » Mo 13. Jan 2020, 21:10

Das ist ganz sicher der Shunt, den die PFC zum Regeln braucht.
Der wird eigentlich immer so dimensioniert, dass beim erwarteten Spitzenstrom (Der ist in der Regel etwa 3x der aus dem Netz entnommene Effektivstrom) 1-1,5V abfallen. Wenn man den Widerstand zu groß macht, tut die PFC nicht richtig bei großen Strömen. Wenn man ihn zu klein macht, läuft das Ding ruppig an und grillt dabei - wenn mans zu weit treibt - den FET.

Zu der PFC müsste aber noch eine einsame Diode gehören - die sollte unbedingt einer Prüfung unterzogen werden. Nach einer derartigen FET-und-Shunt-Explosion ist auch der PFC-Controller und sein Umfeld mit signifikanter Wahrscheinlichkeit kaputt.

Der Hochleistungspfuscher probiert auch mal aus, ob das Ding evtl ohne den FET und seine Beschaltung auch rennt...

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von Treckergott » Mo 13. Jan 2020, 21:21

Was ist das für ein merkwürdiger Kühlkörper?

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von Bastelbruder » Di 14. Jan 2020, 00:18

In diversen PC-Netzteilen war regelmäßig der Zwischenkreis-Elko der schwache Punkt. Irgendwann war dessen positiver Anschlußdraht abgefaul totgeheilt, daß der PFC-FET den freilaufenden Hochspannungs-Heldentod gestorben ist. Und schließlich blieb ein satter Kurzschluß ...

Das gemeine an diesem Fehler ist daß der sich nicht schleichend ankündigt, sondern urplötzlich auftaucht obwohl Kapazität und ESR noch vollkommen in der Spec sind. https://www.fingers-welt.de/phpBB/viewt ... 2&#p108242

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von timaks » Di 14. Jan 2020, 11:50

Also der PFC-Controller ist der L4981AD ( https://www.mouser.de/datasheet/2/389/l4981-974020.pdf)
Bild

Auf Seite 8 ist auch eine Beispielschaltung für den Typ A (oberes Bild).
Der Shunt sitzt zwischen GND und Pin 8, das kommt also hin. Auch der Anschluss des Treiber-FETs passt.

Bild

Allerdings ist R3 (2,7k) bei mir 1k (1001).
Somit ist ja auch kein Verlass auf die 0,07 Ohm für Rs...

Diode D1 (die war doch gemeint?) ist ok, ich habe sie mal hier eingezeichnet:
Bild

@Fritzler: ne, da ist nichts mehr zu erkennen...
@Bastelbruder: das Dingen ist 2016 hergestellt und wurde pfleglich behandelt. Somit hoffe ich, dass mit so ein fieser Fehler erspart bleibt. Wie hast Du das eigentlich
rausbekommen, wenn es weder über Kapazitätsverlust noch über ESR zu messen ist? Geraten, ausgelötet und Sichkontolle durchgeführt? Der Elko sitzt bei mir noch bombenfest...

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von Fritzler » Di 14. Jan 2020, 12:26

R3 hängt an Pin8, dieser heißt "Multiplier Output" und ist im Blockschaltbild der IC Innereien auch als Ausgang eines MUL erkennbar.
Aber in der Pinfunktionstabelle wird er als high impedance input geführt.
Etwas zwittrig der Kollege.

Die erste Applikationsschaltung ist für 200W, da sind es 0.07R.
Weiter unten im DB ist dann noch die Schaltung des Demo Boards zu sehen für 360W und die hatt dann einen kleineren Rs von 0.05R.
Das Ladegerät hat jetz 960W, also könnten das schon 0,02R - 0,025R sein.
Ansonsten wird die Verlustleistung im Shunt zu hoch.

Aber du kannst es ja mal probieren, kaputt isses eh ;)
Oder hast du Zugriff auf ein baugleiches zum nachsehen?
DU meintest ja, dass du es zur Rep bekommen hast aus dem KFZ Bereich.

Treckergott hat geschrieben:
Mo 13. Jan 2020, 21:21
Was ist das für ein merkwürdiger Kühlkörper?
Wieso merkwürdig?
Sieht aus wie eine Sonderanfertigung für dieses Gerät.
An beiden Seiten sind zu kühlende Bauteile, also gibt es 2 Grundplatten zur Wärmeverteilung und Montage.
Diese wurden geschlitzt zum Einpressen der Kühlfinnen.

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von timaks » Di 14. Jan 2020, 12:45

Ich habe leider keinen Zugriff auf noch so ein Gerät, das würde die Sache ja stark vereinfachen :-)
Den Wert raten würde ich ungern. Ich frage mich immer noch was diesen Defekt ausgelöst haben kann.
Der Eimer hat ja zig Schutzschaltungen und ist auch durch Falschpolung etc. nicht kaputt zu kriegen.
Irgendwas muss ja da passiert sein. Fakt ist ja: Shunt geplatzt, FET durch, Diode ganz.
Wenn der FET einfach so gestorben ist (ist doch Q1, oder?) wäre das ein satter Kurzer - der Shunt fliegt dann natürlich mit weg.
Der Gleichrichter hat's überlebt. Gibt es eine Möglichkeit, den PFC-Controller selbst zu prüfen? Ohne den FET?
Der könnte ja, wie schon von euch vermutet, auch einen Hau weg haben.

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von Fritzler » Di 14. Jan 2020, 12:53

Ich frag mich eher wieso es den Shunt gerissen hat bevor die Sicherung kommt.
Sollte vllt eine Flinke rein und eine Träge war verbaut?

Wieso es den FET gerissen hat wurde hier ja schon erklärt -> der Snubber snubberte nicht mehr.
Oder Ausgangselkos platt etc.

Um den Möller nach der Rep ohne Zerstörung anzureissen empfielt sich ein 100W Glühobst.
Im Fehlerfall leuchtet die einfach nur.

Der Gleichrichter hat wohl überlebt, weil er gut gekühlt ist, der Shunt eben nicht.

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von ferdimh » Di 14. Jan 2020, 13:09

Ich behaupte, dass es den Shunt zerlegt hat, weil die Sicherung erst im Nulldurchgang in der Lage war, den Strom WIRKSAM abzuschalten. Bis das passiert ist, konnten sich weitere Dinge thermisch desintegrieren.

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von Fritzler » Di 14. Jan 2020, 13:17

Weil die Sicherung nicht mit Sand gefüllt war nehme ich mal an?

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von timaks » Di 14. Jan 2020, 15:28

Also die Sicherungen sind links unten auf der Gesamtdraufsicht zu sehen.
Die sind fest (hochkant) aufgelötet. Warum man sowas macht erschliesst sich mir auch nicht.
Eine davon hatte es gerissen. So fing die Diagnose an (da konnte ich den zerfetzen Shunt auf der Unterseite noch nicht sehen).
Die wurde ersetzt (Original = Glasrohrsicherung 10A träge) gegen eine Glasrohr flink. Die ist natürlich auch sofort übern Jordan, da ich noch nix
von dem durchlegierten FET wusste. Der Trick mit der Angstlampe geht leider nicht, da das Dingen dann gar nicht anspringt und die Lampe auf Halbmast glüht.
Zum Testen wurde dann eine KFZ 10A-Sicherung beigelötet (auf dem Bild sichtbar).
Wenn die Sicherung ganz ist kann man das Gerät nutzen (Display/Bedienung geht). Erst wenn der Ladevorgang gestartet wird (durch Anklemen eines Akkus) geht es rund und die Sicherung fliegt.

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von Name vergessen » So 19. Jan 2020, 06:28

Sieht das auf den Fotos nur so aus, oder haben die dicken Lötstellen Ringe um die Augen? Dann sollten die unbedingt mal nachgelötet werden...

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von ferdimh » So 19. Jan 2020, 11:24

Wenn die Sicherung ganz ist kann man das Gerät nutzen (Display/Bedienung geht). Erst wenn der Ladevorgang gestartet wird (durch Anklemen eines Akkus) geht es rund und die Sicherung fliegt.
Das sollte auch bei fehlendem PFC-FET nicht passieren. Da muss noch ein Fehler versteckt sein...

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von Bastelbruder » So 19. Jan 2020, 11:54

Zum Testen wurde dann eine KFZ 10A-Sicherung beigelötet (auf dem Bild sichtbar).
So eine Sicherung ist natürlich nicht ansatzweise in der Lage, die Netzspannung korrekt auszuschalten.

Ich sehe auf dem "Bild von oben" (welches auf kleineren Bildschirmen natürlich nicht ansatzweise vollständig angezeigt wird) noch ein Relais, eine blaue Scheibe mit 10mm Durchmesser - vermutlich PTC zur Strombegrenzung - und eine zweite Sicherung. Des weiteren einen extra-Spannungswandler (der Siebenbeiner neben dem kleinen Trafo), der allein für die noch funktionierenden Kleinigkeiten zuständig ist. Das bedeutet, daß der eigentliche Wandler beliebige Fehler aufweisen kann.

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von E_Tobi » So 19. Jan 2020, 14:04

Der Shunt ist ein Metallstreifenshunt und trotz der Optik wohl noch halb funktionsfähig, sonst würde die Sicherung nicht fliegen. Von da her könnte der PFC-Controller evtl. noch leben, wenn er nicht zu viel über das Gate vom kaputten Mosfet abbekommen hat...
Zum testen könnte man hier auch einen etwas zu hochohmigen einlöten, im Zweifelsfall erreicht der PFC dann halt seinen Soll-Strom nicht, aber es gibt auch keinen Grund das unter Vollast zu testen.

Die zwei Sicherungen sichern, wenn ich mich am Layout nicht verschaut habe, einfach nur L/N getrennt.
Der kleine Wandler unten wird anscheinend mit einem eigenen Gleichrichter noch vorm eigentlichen Gleichrichter abgezweigt, sieht man aber recht schlecht auf den Fotos...

Das seltsame ist, in meinen Augen, dass unten am Netzeingang genug Spannung steht um das Hilfsnetzteil zu betreiben, aber trotzdem die Sicherung fliegt sobald das Relais schließt. Wenn ein Kurzschluss auf dem Zwischenkreis ist, sollte das Relais eigentlich gar nicht erst schließen - es sei denn das wird hier gar nicht überwacht.
Oder der Kurzschluss entsteht erst nachdem das Relais zu ist...

Von da her würde ich als erstes mal die H-Brücke oben messen, die die Trafos treibt, und die vier fetten Dioden nochmal genau inspizieren.
Dann würde ich die Schaltung vom Controller links oben am Rand genauer ansehen, schauen ob man den mit dem Labornetzteil versorgen kann (evtl. Freigaben faken, dazu die Optokoppler inspizieren) und checken ob die Schaltung mit den beiden Ansteuertrafos noch tut. Wenn alles passt kann man den Controller so laufen lassen, mit einem Labornetzteil strombegrenzt direkt in den Zwischenkreiselko einspeisen und kontrollieren ob primärseitig und sekundärseitig um die Trafos noch alles tut was es soll...

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von Bastelbruder » So 19. Jan 2020, 20:29

Und dann sind da noch ein paar "kleine" Relais, die auf der Sekundärseite vermutlich zwischen 6-12-24 Volt umschalten. Die sollten auch keinen Fehler haben.

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Re: geplatztes Bauteil [gelöst]

Beitrag von timaks » So 19. Jan 2020, 23:55

So neuer Stand: der Eimer läuft!!!

Ich habe nochmal die 4 dicken Dioden gecheckt: alle ok.
Die Sekundärrelais tun auch alle was sie sollen.
Ich habe es mal nach Fritzlers groben Überschlagungen mit 0,02 Ohm versucht. Hatte noch Präzisionsmesswiderstände in der Größenordnung da.
Der FET war ja durch, der ist in einer Wahnsinnsgeschwindigkeit aus Frankreich zu mir gekommen.

Mit einer 250W Nitraphot Angstlampe in Reihe habe ich es dann gewagt: nix. Ach so, die Sicherungen waren ja auch wieder durch.
Beide ersetzt (diesmal durch Glasrohr) und los.
Et löppt.
Alles nochmal gecheckt und dann zusammengebaut. Und es lädt wie am ersten Tag. Mein Schrauber wird sich freuen!

So sieht das jetzt aus:
Bild

Ob der Shunt die Leistung kann? werden wir sehen...
Vielen Dank an alle, die sich zu dem Thema Gedanken gemacht und mich damit unterstützt haben!

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von E_Tobi » Mo 20. Jan 2020, 13:45

Moin,

ich wäre da vielleicht noch kurz ein wenig vorsichtiger:
- der FET muss aus irgend einem Grund auseinander geflogen sein. An einen Snubber glaube ich hier nicht, die PFCs die ich bisher gebaut habe sind locker mit 650V Sperrspannung am FET ausgekommen, mit Reserve.
- Du solltest zumindest prüfen ob der Regler der PFC mit dem Shunt stabil ist, oder schwingt. Ein halbwegs guter Indikator, wenn kein Leistungsfaktormessgerät da ist, wäre die Kurvenform des Stroms.
Ich würde also zumindest noch die Temperatur der PFC-Komponenten unter Vollast prüfen.

Auch ist irgendwas nicht schlüssig: Wenn der Eimer ohne den PFC-FET die Sicherung geschmissen hat, kanns eigentlich nicht sein dass er mit PFC-FET jetzt einfach so läuft.

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Re: geplatztes Bauteil

Beitrag von Fritzler » Mo 20. Jan 2020, 14:41

Was mich jetzt noch etwas verwirrt ist das Fehlen eines 4W Widerstands auf der Platine,
Denn laut Datenblatt ist ein 1,8k 4W Widerstand über dem FET verbaut + C als Snubber.

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